пасивний будинок
Пасивний. або енергоефективний будинок (англ. passive house) - це будинок з малим енергоспоживанням - близько 10% від звичайного енергоспоживання. В ідеалі він повинен бути незалежною енергосистемою, взагалі не вимагає витрат на підтримку комфортної температури. Опалення пасивного будинку має відбуватися завдяки теплу, що виділяється живуть в ньому людьми, побутовими приладами та альтернативними джерелами енергії.
Гаряче водопостачання здійснюється за рахунок установок поновлюваної енергії, наприклад, теплових насосів або сонячних колекторів. У російській мові іноді вживається термін «екобудинок». Іноді визначення плутають з системою Розумний будинок. одним із завдань якої є забезпечення контролю енергоефективності, енергоспоживання будівлі.
Гарною ілюстрацією пасивного будинку служить сонячне будинок, який відрізняє велика площа скління вікон з південної сторони і сонячні батареї на даху, що акумулюють енергію для господарсько-побутових потреб.
Чому пасивний будинок обходиться без опалення? Це стає можливим завдяки раціональному використанню джерел тепла і енергії самого будинку і навколишнього його території. Джерел тепла в житловому будинку чимало - це кухонна плита, що працюють побутові електроприлади, лампи освітлення. Виділяють тепло люди і тварини. Наприклад, спокійно сидить людина має теплову потужність 120 ват. Сумарно ці тепловиділення досягають чималих величин, порівнянних з потужністю систем опалення.
За вітчизняним будівельним нормативам рекомендується приймати внутрішні тепловиділення в житлових будинках на рівні 10 Вт / м 2 (проти 50-80 Вт / м 2 систем опалення), на практиці вони можуть бути і більше. Їх досить для «опалення» наших осель в період до досягнення середньодобовими температурами значення в 8ºС, нижче якого включається система опалення.
З історії розвитку енергоефективних будівель
Перше експериментальне енергоефективне будівля була побудована в 1972 році в м Манчестер, штат Нью-Гемпшир, США. Воно мало кубічної формою, що забезпечувало мінімальну поверхню зовнішніх стін при даному обсязі, площа скління не перевищувала 10%, що дозволяло зменшити втрати тепла за рахунок об'ємно-планувального рішення. За північного фасаду було відсутнє скління. Покриття плоскої покрівлі було виконано в світлих тонах, що зменшувало її нагрівання і відповідно знижувало вимоги до вентиляції в теплу пору року. На покрівлі будинку були встановлені сонячні колектори.
У 1973 - 1979 Був побудований комплекс "ECONO-HOUSE" в м Отаніємі, Фінляндія. У будівлі, крім складного об'ємно-планувального рішення, що враховує особливості розташування і клімату, була застосована особлива система вентиляції, при якій повітря нагрівався за рахунок сонячної радіації, тепло якої акумулювалось спеціальними склопакетами і жалюзі. Також в загальну схему теплообміну будівлі, що забезпечує енергоефективність, були включені сонячні колектори і геотермальна установка. Форма скатів покрівлі будівлі враховувала широту місця будівництва і кути падіння сонячних променів в різні пори року.
Вперше схему обладнання пасивного будинку запропонували в травні 1988 доктор Вольфганг Файст, засновник «Інституту пасивного будинку» в Дармштадтe, (Німеччина) і професор Бо Адамсон з Лундського університету (Швеція). Концепція розроблялася в численних дослідницьких проектах, що фінансуються землею Гессен, Німеччина.
Конструкція пасивного будинку
Для будівництва, як правило, вибираються екологічно коректні матеріали, часто традиційні - дерево, камінь, цегла. Останнім часом часто будують пасивні будинки з продуктів ре-циклізації неорганічного сміття - бетону, скла і металу. У Німеччині побудовані спеціальні заводи з переробки подібних відходів в будівельні матеріали для енергоефективних будівель.
Фотографія в інфрачервоних променях показує, наскільки ефективна теплоізоляція пасивного будинку (праворуч) в порівнянні зі звичайним будинком (зліва).
Огороджувальні конструкції (стіни, вікна, дахи, підлога) стандартних будинків мають досить великий коефіцієнт теплопередачі. Це призводить до значних втрат: наприклад, теплові втрати звичайного цегляної будівлі - 250-350 кВт · год з м² опалювальної площі в рік.
Значне скорочення витрат тепла з'являється тільки при шарі теплоізоляції від 15 см; бажано використовувати теплоізолюючі панелі товщиною 25-40 см. Технологія пасивного будинку передбачає ефективну теплоізоляцію всіх огороджувальних поверхонь - не тільки стін, але і підлоги, стелі, горища, підвалу та фундаменту. Це дозволяє одночасно не випускати тепло з будинку і не впускати холод всередину його. Так само проводиться усунення «містків холоду» в огороджувальних конструкціях. В результаті, в пасивних будинках тепло-втрати через огороджувальні поверхні не перевищують 15 кВт · год з 1 м² опалювальної площі в рік - практично в 20 разів нижче, ніж в звичайних будинках.
Вікна пасивного будинку практично не потрібно відкривати для провітрювання.
У пасивному будинку використовуються 2- або 3-камерні скло-пакети, заповнені низько-теплопровідність аргоном або криптоном. Застосовується більш герметична конструкція примикання вікон до стін, утеплюються віконні прорізи.
Скло мають спеціальний склад, обробляються особливим чином, покриваються плівками відображають теплове випромінювання. Іноді для додаткової теплоізоляції на вікнах встановлюють віконниці, жалюзі або шторки.
Найбільші вікна спрямовані на південь (в північній півкулі) і приносять в середньому більше тепла, ніж втрачають.
Принципова схема роботи припливно-витяжної вентиляції пасивного будинку
Взимку холодне повітря (-26) входить в підземний повітропровід, за рахунок тепла землі нагрівається до +3 градусів і надходить в рекуператор.
У рекуператорі старий повітря віддає тепло свіжому (не змішуючись з ним), старий повітря викидається на вулицю, а свіже повітря з рекуператора +17 градусів надходить в будинок. Безкоштовне опалення.
Влітку гаряче повітря +30 входить в підземний повітропровід, за рахунок температури землі охолоджується до 17 градусів і надходить в будинок. Безкоштовний центральний кондиціонер.
За рахунок такої системи, в пасивному будинку постійно підтримуються комфортні умови. Лише іноді буває необхідно використання малопотужних нагрівачів або кондиціонерів (тепловий насос) для мінімального регулювання температури.
Вартість пасивного будинку
В даний час вартість споруди квадратного метра енергоефективного будинку приблизно на 8-10% більше середніх показників для звичайного будинку. Додаткові витрати на будівництво окупаються протягом 7-10 років.
У пасивному будинку відпадають витрати: на розводку водяного опалення і установки котельного обладнання, на підключення газу, ємностей для зберігання палива, витрат на чистку труб і фітингів. Вартість же електроконвекторів, системи вентиляції та додаткового утеплення практично нижче вартості класичного опаленні. А відмова від мереж газу та теплоцентралей несе в собі можливість значно скоротити собівартість будівництва. Величезний потенціал закладений в 2 х тарифних лічильниках електроенергії. Для муніципального житла відсутність проблем кризових ситуацій з теплопостачанням.
Традиційний будинок, при товщині стіни в 1,5 цегли або з бруса обкладеного цеглою, витрачає на опалення 5 тонн дизеля на рік (будинок 160 кв.м.), на суму 70 тисяч рублів (ціна дизеля 14 р / літр), а в пасивному Будинку вартість опалення електрикою становить 10 тисяч рублей.Как ми бачимо з наведених даних економія, становитиме 60 тисяч рублів на рік, але ціни на паливо будуть рости швидше, ніж тарифи на електроенергію і реальна економія складе 60 тисяч доларів за 20 років.
Унікальність пасивного будинку в тому, що його можна побудувати в "чистому" поле без використання мереж газу та теплоцентралей. Потрібна тільки вода і електроенергія в звичайному розмірі 10 кВт на будинок або квартиру. Цього цілком достатньо для приготування їжі, опалення, кондиціонування, вентиляції, гарячої та холодної води.
При можливе відключення електроенергії Пасивний будинок остигає на 1 ° С на добу при температурі зовнішнього повітря -15 ° С. Багато в чому цьому сприяють акумулятори тепла, роль яких виконують масивні несучі стіни, Ж / Б плити підлоги першого поверху і міжповерхові перекриття. Можна ще більше підвищити енергобезпеку пасивного будинку доповнюючи інженерне обладнання різними джерелами енергії: каміни, печі, теплові насоси, сонячні колектори для підігріву води, сонячні батареї, вітроелектростанції, і т.д. Такі заходи по підвищенню енергобезпеки можуть зробити Пасивний будинок повністю енергонезалежним з децентралізованим енергопостачанням, водопостачанням та очисткою побутових стоків. Колодязі, свердловини для води і індивідуальні очисні споруди сьогодні виконуються багатьма фірмами і є справою буденною.
Таким чином, ми стали перед фактом можливої побудови повністю енергонезалежного будинку нового покоління, надійним в експлуатації, довговічністю більше 150 років, внутрікліматіческая середовище в якому є лабораторією здоров'я для людини.
Європейський стандарт пасивного будинку передбачає споживання енергії на опалення будинку не більше 15 кВт · год / рік на квадратний метр будівлі. Звичайний цегляний будинок в Німеччині споживає до 300 кВт · год / рік на м².
У США стандарт вимагає споживання енергії на опалення будинку не більше 1 BTU на квадратний фут приміщення.
У Великобританії пасивний будинок повинен споживати енергії на 77% менше звичайного будинку.
В Ірландії пасивний будинок повинен споживати енергії на 85% менше стандартного будинку, і викидати в атмосферу СО2 на 94% менше звичайного будинку.
У Росії також сущесвуют ряд документів (постанови, рекомендації, укази, нормативи, територіальні норми) регулюють енергоспоживання будівель і споруд. Наприклад ВСН 52-86, який визначає розрахунок і вимоги для системи гарячого водопостачання з використанням сонячної енергії.
У ряді європейських країн (Данія, Німеччина, Фінляндія та ін.) Розроблені спеціальні цільові державні програми по приведенню всіх об'єктів регулярної забудови до умовно-пасивного рівня (будинку ультра-низького споживання - до 30 кВт · год / м 2 на рік)
Пасивні будинки в Росії
У Москві вже побудовано декілька експериментальних будинків з використанням технології пасивного будинку (житловий будинок в Нікуліно-2). Демонстраційний проект такого будинку також побудований під Петербургом.
Витрати на опалення пасивних будинків в Російських реаліях цін на опалення і паливо в 7-12 разів менше, ніж в цегляних будинках традиційної російської забудови (9000р / рік на котедж 160 м.кв.. І 150 р / місяць на 3-х кімн. / кв. 70 кв.м.). Пасивний будинок від будинків традиційної російської забудови, перш за все, відрізняється високою герметичністю і потужною теплоізоляцією будівлі. Для цього в пасивних будинках застосовуються: найкраща сучасна герметична столярка з подвійним склопакетом, спеціальна конструкція примикання вікон до стін, несучі стіни з газобетонних блоків товщиною 25 см, утеплювати зовні утеплювачем мінімум -15 см. Теплоізоляція покрівлі мінімум - 20 см, особлива система теплоізоляції фундаменту (теплової дзвін), спеціальна плівка, що захищає від грунтового радону, склад матеріалу і технологія нанесення зовнішньої штукатурки, що дозволяє стінам «дихати». Конструктивні вузли будівлі і технологія виконання робіт виключають наявність містків холоду. Обов'язковими атрибутами інженерного обладнання пасивного будинку є: припливно-витяжна примусова вентиляції з рекуперацією тепла і системою підземних повітропроводів.