Пассивный дом часто называют энергоэффективным. Это неслучайно, так его главным предназначением является способность низкого энергопотребления. На его функционирования тратится порядка 10% от энергии, приходящуюся на единицу объема обычного здания.
В идеальном варианте под пассивным домом понимают сооружение с независимым энергопотреблением, которое не использует больших расходов на поддержание комфортной температуры в помещениях дома. Все отопление пассивного дома формируется из тепла, выделяемого людьми, проживающими в доме, бытовыми электроприборами и альтернативными источниками света, такими как солнечные батареи или энергия ветра. Горячее водоснабжение осуществляется тепловыми насосами или солнечными коллекторами, то есть установками с возобновляемой энергией.
В России пассивным домом называют «Экодом». Не стоит путать пассивный с «Умным домом». Последний осуществляет задачи по обеспечению контроля энергопотребления, а не по формированию и снижению энергоэффективности.
Также к современному пассивному дому можно отнести сооружение 1972 года, построенное в Америке, штат Нью-Гэмпшир, город Манчестер. Здание имело форму куба, который имел минимальную площадь поверхности внешних стен при данном объеме. Площадь стекольной поверхности не превышала 10%. Это позволило уменьшить потери тепла через стекло. Северный фасад здания вообще не имел окон. Плоская кровля крыши имела светлый цвет, который позволял уменьшить нагрев дома и снизить требования к вентиляции в жаркое время года. На кровле сооружения установлены солнечные батареи, служившие альтернативным источником энергии. Теперь такие дома в большом количестве можно встретить в Японии.
В Финляндии, в городе Отаниеми в конце 70-х годов был построен целый комплекс пассивного дома – «Econo-House». Здание обладало сложным объемно-планировочным решением, которое учитывало все особенности климата страны и расположения здания. Также в комплексе существовала особая система вентиляции, при которой воздух нагревался от солнечной энергии, а тепло сохранялось в стеклопакетах и жалюзи. В целях повышения эффективности сохранения тепла и осуществления теплообмена были применены солнечные коллекторы и геотермальные установки. Форма крыши была сооружена с учетом угла падения солнечного луча в зависимости от времени года.
В 1988 году была представлена интересная схема пассивного дома в Германии, доктором Вольфганг Файст, основателем Института Пассивного дома в Дармштадте, и профессором Бо Адамсоном из Швецкого Лундского университета. А в 1996 году был официально зарегистрирован «Институт Пассивного дома» в немецком городе Дармштадте.
Технология пассивного дома предназначена для сохранения тепла внутри здания, посредством утепления не только стен и пола, но и потолка и второстепенных помещений (чердак, подвал). Для достижения такого эффекта в пассивном доме проектируются два наслоения теплоизоляции – внешняя и внутренняя. Два слоя позволяют одновременно не выделять тепло из дома и не впускать холодный поток воздуха в помещения. Последнее организуется путем устранения «мостов холода» в ограждающих элементах дома. Такая система теплоизоляции позволяет снизить теплопотери в пассивном доме в 20 раз, если сравнивать его с обычным домом.
Размер окон зависит от того, с какой стороны света установлено окно: на юге оконные конструкции больше, чем на севере. Это позволяет взять больше тепла, чем отдать его.
В пассивном доме для вентиляции помещений используются сложные конвекционные системы. Там где в стандартных домах предусматриваются оконные пазы для вентиляции, в энергоэффективном доме устанавливают звукоизолирующие стеклопакеты, а вентиляция воздуха в доме осуществляется централизованно посредством системы рекуперации тепла, возврата тепловой энергии для повторного использования.
Также повысить эффективность вентиляции помещений можно так, чтобы воздух выходил из дома и поступал в помещения через подземный воздухопровод. Последний можно снабдить теплообменником, в котором горячий воздух отдает тепло холодному.
В зимний период холодный воздух с улицы может поступать в пассивный дом по теплопроводу, нагретым от тепла земли. Далее его путь может продолжиться до рекуператора, в котором отработанный воздух из дома нагревает вновь поступивший. Опытом доказано, что воздух нагретый по данной системе имеет температуру около 17 °C. В летний период горячий воздух поступает в воздухопровод, охлаждается в нем при контакте с землей и становиться той же температуры.
Таким образом, реализация данной системы вентиляции позволяет поддерживать в пассивном доме комфортные температурные условия круглый год. Конечно, бывают и ситуации, в которых можно прибегать к портативным средствам обогрева или охлаждения воздуха – нагреватели, тепловые насосы с регулировкой температуры.
Обычный кирпичный дом потребляет 300 кВт/ч в год в расчете на один квадратный метр. Тогда как для пассивного дома европейский стандарт предписывает 15 кВт/ч на год для отопления одного квадратного метра. Например, в Великобритании пассивный дом должен затрачивать на 77% меньше энергии для обогрева, чем обычный дом.
С 2007 года в Англии и королевстве Уэльс введен рейтинг энергоэффективности пассивного дома и создается Сертификат Энергетической Эффективности, который станет обязательным документом информационного пакета пассивного дома при его сдаче в эксплуатацию. Также перед продажей дома независимый инспектор должен проверить дом на соответствие рейтингу энергопотребления и выбросов углекислого газа. Так в Ирландии пассивный дом должен иметь показатель потребления энергии на 85% меньше, чем стандартный дом, а выброс углекислого газа – на 95%.
В Испании в марте 2007 года введены пассивные дома с установленным оборудованием подогрева воды от солнечных лучей. Такие системы самостоятельно обеспечивают до 70% потребности в горячей воде. Естественно этот показатель зависит от места постройки дома и средних затрат на потребление горячей воды. К нежилым зданиям Испании предъявляется требование наличия фотоэлектрического оборудования.
В РФ также предусмотрен пакет документов, осуществляющих регулирование показателей энергопотребления дома: постановления, указы, рекомендации, территориальные нормы и др.
В идеальном варианте под пассивным домом понимают сооружение с независимым энергопотреблением, которое не использует больших расходов на поддержание комфортной температуры в помещениях дома. Все отопление пассивного дома формируется из тепла, выделяемого людьми, проживающими в доме, бытовыми электроприборами и альтернативными источниками света, такими как солнечные батареи или энергия ветра. Горячее водоснабжение осуществляется тепловыми насосами или солнечными коллекторами, то есть установками с возобновляемой энергией.
В России пассивным домом называют «Экодом». Не стоит путать пассивный с «Умным домом». Последний осуществляет задачи по обеспечению контроля энергопотребления, а не по формированию и снижению энергоэффективности.
История создания пассивного дома
Первый пассивный дом построили в 1990 году в городе Дармштадте. Первая потребность в таком сооружении появилась в северных странах, там, где существовала необходимость эффективно сохранять тепло и потреблять при этом меньше ресурсов. К примеру, в России можно было считать пассивным домом, тот который отапливался русской печью, которая имела толстые кирпичные стены, отлично сохраняющие тепло. А система дымохода с лабиринтной конструкцией эффективно отдавала тепло от сгоравших дров.Также к современному пассивному дому можно отнести сооружение 1972 года, построенное в Америке, штат Нью-Гэмпшир, город Манчестер. Здание имело форму куба, который имел минимальную площадь поверхности внешних стен при данном объеме. Площадь стекольной поверхности не превышала 10%. Это позволило уменьшить потери тепла через стекло. Северный фасад здания вообще не имел окон. Плоская кровля крыши имела светлый цвет, который позволял уменьшить нагрев дома и снизить требования к вентиляции в жаркое время года. На кровле сооружения установлены солнечные батареи, служившие альтернативным источником энергии. Теперь такие дома в большом количестве можно встретить в Японии.
В Финляндии, в городе Отаниеми в конце 70-х годов был построен целый комплекс пассивного дома – «Econo-House». Здание обладало сложным объемно-планировочным решением, которое учитывало все особенности климата страны и расположения здания. Также в комплексе существовала особая система вентиляции, при которой воздух нагревался от солнечной энергии, а тепло сохранялось в стеклопакетах и жалюзи. В целях повышения эффективности сохранения тепла и осуществления теплообмена были применены солнечные коллекторы и геотермальные установки. Форма крыши была сооружена с учетом угла падения солнечного луча в зависимости от времени года.
В 1988 году была представлена интересная схема пассивного дома в Германии, доктором Вольфганг Файст, основателем Института Пассивного дома в Дармштадте, и профессором Бо Адамсоном из Швецкого Лундского университета. А в 1996 году был официально зарегистрирован «Институт Пассивного дома» в немецком городе Дармштадте.
Конструкция пассивного дома
При строительстве пассивного дома используют экологически чистые материалы и традиционные природные, такие как дерево, камень, кирпич. В последнее время распространено применение материалов из неорганического мусора (продукты рециклизации): бетон, стекло, металл. Так в Германии построены заводы для переработки такого мусора и создания из отходов строительных материалов.Теплоизоляция дома
Если сделать инфракрасную фотографию пассивного дома, то сразу будет видно насколько лучше теплоизоляция у пассивного дома, нежели у обычного. У стандартных сооружений ограждающие поверхности, такие как стены, потолок, крыша и пол, обладают большим коэффициентом теплопередачи, что приводит к большим потерям тепла.Технология пассивного дома предназначена для сохранения тепла внутри здания, посредством утепления не только стен и пола, но и потолка и второстепенных помещений (чердак, подвал). Для достижения такого эффекта в пассивном доме проектируются два наслоения теплоизоляции – внешняя и внутренняя. Два слоя позволяют одновременно не выделять тепло из дома и не впускать холодный поток воздуха в помещения. Последнее организуется путем устранения «мостов холода» в ограждающих элементах дома. Такая система теплоизоляции позволяет снизить теплопотери в пассивном доме в 20 раз, если сравнивать его с обычным домом.
Оконные конструкции
Конструкция окон не предусматривает режим проветривания помещения, так как этого совсем не требуется. В пассивном доме чаще всего используют двух- и трехкамерные стеклопакеты, между стекол которых пускают газы, обладающие низкой теплопроводностью – аргон и криптон. В оконной системе главной упор сделан на герметизацию всех составляющих: примыкание окна к проему и стенам, укрепление и утепление оконного проема. Стекла также отличаются от тех, что устанавливают в типичных домах. Их изготавливают с применением специального состава, покрывая светоотражающей пленкой. В качестве дополнения на оконные конструкции пассивного дома устанавливают жалюзи, шторки и даже ставни.Размер окон зависит от того, с какой стороны света установлено окно: на юге оконные конструкции больше, чем на севере. Это позволяет взять больше тепла, чем отдать его.
Применение активного охлаждения и отопления
В целях регулирования микроклимата в пассивных домах не всегда удается отказаться от обычного отопления и охлаждения воздуха и воды. Это особенно распространено в регионах с очень высокими или очень низкими температурами, либо так, где часто происходят температурные перепады (континентальный климат). Но все же, наиболее гармоничной частью пассивного дома является комплексная система отопления, вентиляции кондиционирования, которая рационально расходует ресурсы по сравнению с конвекционным способом отопления.Вентиляция
В обычных домах стандартного типа вентиляция помещения осуществляется посредством естественного передвижения потока воздуха в виду возникновения завихрений и сквозняков. Такая вентиляция осуществляется через оконные и дверные проемы и центральными вентиляционными системами, которые чаще всего располагаются на кухнях и в санитарных узлах.В пассивном доме для вентиляции помещений используются сложные конвекционные системы. Там где в стандартных домах предусматриваются оконные пазы для вентиляции, в энергоэффективном доме устанавливают звукоизолирующие стеклопакеты, а вентиляция воздуха в доме осуществляется централизованно посредством системы рекуперации тепла, возврата тепловой энергии для повторного использования.
Также повысить эффективность вентиляции помещений можно так, чтобы воздух выходил из дома и поступал в помещения через подземный воздухопровод. Последний можно снабдить теплообменником, в котором горячий воздух отдает тепло холодному.
В зимний период холодный воздух с улицы может поступать в пассивный дом по теплопроводу, нагретым от тепла земли. Далее его путь может продолжиться до рекуператора, в котором отработанный воздух из дома нагревает вновь поступивший. Опытом доказано, что воздух нагретый по данной системе имеет температуру около 17 °C. В летний период горячий воздух поступает в воздухопровод, охлаждается в нем при контакте с землей и становиться той же температуры.
Таким образом, реализация данной системы вентиляции позволяет поддерживать в пассивном доме комфортные температурные условия круглый год. Конечно, бывают и ситуации, в которых можно прибегать к портативным средствам обогрева или охлаждения воздуха – нагреватели, тепловые насосы с регулировкой температуры.
Стоимость и стандарты пассивного дома
На первый взгляд может показаться, что пассивный дом стоит значительно дороже стандартного. Но за счет того, что отпадает необходимость прокладывать трубы центрального водяного отопления, сооружать котельную и емкости для хранения топлива, стоимость одного квадратного метра энергоэффективного дома всего на 10% дороже квадратного метра обычного дома. А через 8-10 лет дополнительные затраты на строительство пассивного дома окупятся полностью.Обычный кирпичный дом потребляет 300 кВт/ч в год в расчете на один квадратный метр. Тогда как для пассивного дома европейский стандарт предписывает 15 кВт/ч на год для отопления одного квадратного метра. Например, в Великобритании пассивный дом должен затрачивать на 77% меньше энергии для обогрева, чем обычный дом.
С 2007 года в Англии и королевстве Уэльс введен рейтинг энергоэффективности пассивного дома и создается Сертификат Энергетической Эффективности, который станет обязательным документом информационного пакета пассивного дома при его сдаче в эксплуатацию. Также перед продажей дома независимый инспектор должен проверить дом на соответствие рейтингу энергопотребления и выбросов углекислого газа. Так в Ирландии пассивный дом должен иметь показатель потребления энергии на 85% меньше, чем стандартный дом, а выброс углекислого газа – на 95%.
В Испании в марте 2007 года введены пассивные дома с установленным оборудованием подогрева воды от солнечных лучей. Такие системы самостоятельно обеспечивают до 70% потребности в горячей воде. Естественно этот показатель зависит от места постройки дома и средних затрат на потребление горячей воды. К нежилым зданиям Испании предъявляется требование наличия фотоэлектрического оборудования.
В РФ также предусмотрен пакет документов, осуществляющих регулирование показателей энергопотребления дома: постановления, указы, рекомендации, территориальные нормы и др.
Статистика и экологические нормы
По данным 2006 года в мире построено более 6 тысяч пассивных домов, офисных зданий, магазинов, школ и детских садов. Основная часть построек приходится на Европу. В Дании, Германии, Финляндии и других странах разработаны специальные государственные нормы и программы, целью которых является приведение большей части объектов будущих построек к условно-пассивному уровню.
В Москве построено несколько экспериментальных пассивных домов, в которых используется технология эффективного энергосбережения. Таким примером является один дом в Никулино-2. В Санкт-Петербурге также построен демонстрационный образец и начато строительство целого поселка пассивных домов.
Что касается экологических норм, то, к примеру, средний канадский коттедж вырабатывает каждый год до 7 тонн парниковых газов, а в США этот показатель на количество всех домов составляет – 278 млн тонн. Постройка пассивных домов может существенно снизить данный показатель выбросов.
Технология эффективного энергопотребления способна снизить общее потребление энергии в мире. Так в Германии за счет применения это технологии в 1990-х года потребление энергии в сфере ЖКХ снизилось на 3 %.
- подготовка технико-экономических обоснований проектов;
- разработка рекомендаций по оптимизации расхода ресурсов;
Иными словами, в общем понятии, инжиниринг – комплекс коммерческих услуг, направленных на подготовку и обеспечение процесса управления расходования ресурсов при проектировании системы «Умный дом».
Отдельные компоненты интеллектуальных зданий уже сейчас пользуются неизменным спросом и эффективно применяются при строительстве новых офисных и жилых построек: система видеонаблюдения, контроль доступа, управление кондиционированием и вентиляцией воздушного потока в помещении, информационные системы. Каждую из них можно назвать высокоинтеллектуальной системой, а их совместное объединение – «Умный дом». Экономическая эффективность в расходе на эту систему и ее удобство эксплуатации отмечают инвесторы и девелоперы. И это не случайно, удобнее пользоваться современными средствами диспетчеризации, автоматизации и обеспечения безопасности на крупных объектах.
Потребитель от инжиниринга в сфере ресурсосбережения при постройке и эксплуатации системы «Умный дом» получает:
- на 30 % снижение эксплуатационных издержек;
- на 30 % снижение количества платежей за электроэнергию;
- на 30 % снижение выброса углекислого газа в атмосферу;
- льготы по страхованию рисков снижаются до 60 %.
В качестве примера можно привести российскую систему диспетчеризации и управления центральным тепловым пунктом юго-западного жилого комплекса столицы. Создание интегрированной технологии на уровне теплового пункта позволило сэкономить 20 % электроэнергии, что в пересчете на рубли составляет 20 млн. рублей ежегодно в расчете на один многоквартирный дом. А капитальные вложения окупились за один отопительный сезон.
В Москве построено несколько экспериментальных пассивных домов, в которых используется технология эффективного энергосбережения. Таким примером является один дом в Никулино-2. В Санкт-Петербурге также построен демонстрационный образец и начато строительство целого поселка пассивных домов.
Что касается экологических норм, то, к примеру, средний канадский коттедж вырабатывает каждый год до 7 тонн парниковых газов, а в США этот показатель на количество всех домов составляет – 278 млн тонн. Постройка пассивных домов может существенно снизить данный показатель выбросов.
Технология эффективного энергопотребления способна снизить общее потребление энергии в мире. Так в Германии за счет применения это технологии в 1990-х года потребление энергии в сфере ЖКХ снизилось на 3 %.
Инжиниринг в сфере ресурсосбережения
Под понятием инжиниринга ресурсосбережения понимают целый комплекс инженерных и консультационных услуг различного характера: исследовательского, проектного, конструкторского, расчетного, аналитического. В инжиниринг в сфере ресурсосбережения также входят:- подготовка технико-экономических обоснований проектов;
- разработка рекомендаций по оптимизации расхода ресурсов;
Иными словами, в общем понятии, инжиниринг – комплекс коммерческих услуг, направленных на подготовку и обеспечение процесса управления расходования ресурсов при проектировании системы «Умный дом».
Отдельные компоненты интеллектуальных зданий уже сейчас пользуются неизменным спросом и эффективно применяются при строительстве новых офисных и жилых построек: система видеонаблюдения, контроль доступа, управление кондиционированием и вентиляцией воздушного потока в помещении, информационные системы. Каждую из них можно назвать высокоинтеллектуальной системой, а их совместное объединение – «Умный дом». Экономическая эффективность в расходе на эту систему и ее удобство эксплуатации отмечают инвесторы и девелоперы. И это не случайно, удобнее пользоваться современными средствами диспетчеризации, автоматизации и обеспечения безопасности на крупных объектах.
Потребитель от инжиниринга в сфере ресурсосбережения при постройке и эксплуатации системы «Умный дом» получает:
- на 30 % снижение эксплуатационных издержек;
- на 30 % снижение количества платежей за электроэнергию;
- на 30 % снижение выброса углекислого газа в атмосферу;
- льготы по страхованию рисков снижаются до 60 %.
В качестве примера можно привести российскую систему диспетчеризации и управления центральным тепловым пунктом юго-западного жилого комплекса столицы. Создание интегрированной технологии на уровне теплового пункта позволило сэкономить 20 % электроэнергии, что в пересчете на рубли составляет 20 млн. рублей ежегодно в расчете на один многоквартирный дом. А капитальные вложения окупились за один отопительный сезон.