Пассивный дом как модель устойчивого энергопотребления в современном строительстве

В настоящее время особое внимание уделяется снижению энергопотребления зданий. По разным данным, на их отопление расходуется существенная часть энергоресурсов (до 40%), при сжигании которых образуется значительная доля антропогенного СО₂.

Энергоэффективный дом – это современное строение, спроектированное и построенное таким образом, чтобы минимизировать потребление энергии на отопление, освещение и другие нужды без ущерба для комфорта проживающих в нем людей.

Популярной разновидностью энергоэффективного дома является пассивный дом.

Наиболее точное определение пассивного дома дал один из его отцов-создателей – немецкий ученый Bольфганг Файст. Если зданию достаточно в качестве источника тепла нагрева от приточного воздуха, поступающего через систему вентиляции, то оно не нуждается в активной системе отопления и поэтому можется называться пассивным домом.

При проектировании пассивных домов акцент делается на рациональном использовании энергетических ресурсов и уменьшении теплопотерь, а не на применении возобновляемых энергетических ресурсов. B идеальном варианте пассивный дом должен представлять собой независимую энергосистему, которая совершенно не требует расходов на поддержание комфортного температурного режима.

B предлагаемой ниже таблице можно ознакомиться с нормативами, актуальными для РФ. Итоговое значение энергопотребления может располагаться в широком диапазоне: от очень высокого до близкого к нулевому. B первом случае класс энергоэффективности здания будет находиться в красном секторе таблицы (очень низкий уровень), а при нормальном или пониженном энергопотреблении окажется в зеленом секторе (высокий или высочайший уровень эффективности).

Рис. 1. Классы энергоэффективности

Современный пассивный дом в любом городе Германии – это здание, для которого ежегодный расход энергии на отопление и жизнеобеспечение не превышает 10–15 кBт/час на квадратный метр. В России все значения могут увеличиться. Например, для Подмосковья потребуется не 15, а 25 кВт*ч в год. Для сравнения – для обычного кирпичного дома нормой считается 200–300 кBт в час на «квадрат». То есть, энергопотребление пассивного дома в 20 раз меньше нормы. Так же стандарт пассивного домостроения включает в себя дополнительные критерии. Например, на бытовые нужды – ГВС, отопление и электроэнергию, общее потребление первичной энергии не должно превышать 120 кВт⋅ч/ (м² в год).

В Европе к характеристикам пассивного дома добавляется еще один критерий – отсутствие выбросов СО2 при сжигании топлива. Плюс получение энергии от солнца и тепла из воздуха. Т. е. отопление не газом, а тепловым насосом, солнечными коллекторами, плюс солнечными батареями. При использовании этих технологий в их климате возможен даже «Дом нулевой энергии», т. е. без энергопотребления из вне.

Рис. 2. Расход тепловой энергии по типам здания

Чтобы достичь этих показателей требуется качественно утеплить ограждающие конструкции дома – фундамент, стены, кровлю, и устранить все мостики холода. Просчитать оптимальные размеры дома и сориентировать «коробку» по сторонам света так, чтобы большая часть окон смотрела на юг.

Системы вентиляции в пассивном доме обеспечивают изобилие свежего воздуха без пыли и пыльцы растений с максимальной энергоэффективностью благодаря рекуперации тепла. Пассивные дома проектируются герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. Это позволяет увеличить энергоэффективность и исключить сквозняки и повреждения ограждающих конструкций из-за излишней влаги.

Предотвращение тепловых мостов, слабых мест в оболочке здания способствует равномерному распределению температуры, исключает разрушения из-за влаги и улучшает энергоэффективность.

Рис. 3. Источники энергии пассивного дома

Ошибочно предполагать, что в подобном сооружении вообще нет отопления. Да, теоретически все потребности должна покрывать вентиляция с рекуперацией тепла. Вот только это плохо помогает зимой. Поэтому в таких помещениях монтируются дополнительные системы отопления, например водяные теплые полы. Это те же полы с подогревом, вот только нагреваются они не за счет электричества, а через трубы.

Теплопотери также снижаются за счет сильной герметизации крыши, стен, снижения количества инженерных коммуникаций, выходящих на крышу. Для их прохода через кровлю используют специальные герметизирующие манжеты. К наружным стенам присоединяются металлические опорные конструкции. Так как металл хорошо проводит тепло, он снижает температуру примыкающих стен. Рекомендуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче R≥7.6 м²·С/Вт для умеренно прохладного Европейского климата, для климатических условий средней полосы России R≥10 м²·С/Вт. Крыша должна иметь простую конфигурацию и минимальную площадь для снижения теплопотерь.

Вентиляционная система – самая сложная часть при оборудовании пассивного жилья. С помощью вентиляции воздух попадает в помещение через воздухозаборные отверстия, поэтому в жилье меньше воздуха и тепло распределяется равномерно. Но если вы хотите, чтобы в спальне было теплее, а в ванной прохладнее, придется придумать обходные пути. Однако такая особенность поддерживает оптимальную температуру без лишней траты энергии. Так, летом в доме будет прохладно даже без кондиционера.

Пассивный дом имеет и нюанс – цена: такой дом обойдется дороже обычного где-то на 10%. Однако эти траты окупятся через несколько лет за счет экономии электроресурсов. Это будет являться долгосрочным вложением для финансовой экономии.

Особенную важность приобретают качество и высокая технологичность всех компонентов строительства, от которых, собственно, и зависит достижение высокой энергоэффективности.

Пассивные дома яркое начало развития экологического строительства. Новый виток жизни, рационально совмещающий в себе экономию энергии и комфорт проживания.

В заключение необходимо сказать, что концепция пассивного энергоэффективного здания предполагает комплексный подход. Он включает в себя не только энергосбережение, сколько целую философию, основанную на идее сотрудничества с окружающей средой.