Энергетические стандарты в европейских странах быстро меняются: новые технологии и оборудование делают явью казавшиеся еще недавно нереальными параметры энергопотребления. Еще в конце 80-х прошлого века немецким архитектором Вольфгангом Файстом была разработана концепция дома, имеющего: с одной стороны — минимальные энергопотери в окружающую среду (за счет компактности здания, рациональности планировки, наличия буферных зон и высококачественной теплоизоляции), с другой стороны — получающего максимальные теплопритоки из окружающей среды в дом в холодное время года (за счет соответствующего расположения больших светопрозрачных конструкций преимущественно с южной стороны здания и максимальной утилизации тепла всех выбросов). Расход энергии на отопление и охлаждения в таком доме составил всего 10% по сравнению со средними энергозатратами обычного жилища. И если первый «пассивный дом» вызвал у многих насмешки, то через десять лет таких домов в Германии было 2000 при сохраняющейся тенденции ежегодного удвоения их количества.

По стандарту энергопотребления, действовавшему в Германии до 1984 г., на отопление дома полагалось тратить энергии не более 200 кВт*ч/м² в год (примерно такое количество дает сжигание 20 л дизельного топлива). В названном году это значение было снижено до 150, а в 1995 г. - до 80 кВт*ч/м².

Эволюция тепловых характеристик домов площадью 150 м² для семьи из 3-4 чел. в Германии.

В домах, реализующих концепцию низкого энергопотребления, регулирующие правила EV предусматривают в настоящее время уже 70 кВт-ч (7 м³ природного газа) на отопление 1 м² жилого помещения в год. «Пассивный дом» потребляет 15 кВт*ч/м², что достигается с помощью теплоизоляции, обеспечивающей «эффект термоса», закрытой системы отопления и рекуперативной вентиляции.

Вентиляционная система «пассивного дома» предъявляет повышенные требования к контролю параметров воздуха. При этом свежий воздух поступает в жилые помещения, а использованный (из кухни и ванной) - наружу. Зимой тепло утилизируется в теплообменнике, подогревая воздух, поступающий из внешней среды. Воздухозаборники снабжены фильтрами, предотвращающими попадание в помещение пыли и микроорганизмов. Теплообменники позволяют возвратить в дом до 94% тепла, обычно теряемого с уходящим воздухом. Современные вентиляционные устройства, оборудованные специальными энергосберегающими моторами, потребляют в год около 2 кВт • ч/м² жилой площади. Когда температура наружного воздуха становится излишне высокой (летом), рекуперация прекращается.

Система подготовки наружного воздуха может включать также специальные, находящиеся в земле элементы -«просеиватели», проходя через которые наружный воздух охлаждается летом и немного подогревается зимой. Эта стадия воздухоподготовки не только экономит энергию, но и предотвращает замерзание рекуператора. Свежий воздух внутри дома распределяется по системе каналов, проходящих в полу и стенах. Наиболее полно особенностям постройки отвечают гибкие вентиляционные каналы, выполненные из пластмассы. Их соединение осуществляют фитингами из легированной стали.

Конечно, даже минимальные энергетические затраты всё же требуют наличия внешнего источника энергии. Автономная система теплоснабжения позволяет использовать солнечные батареи. От них можно получить до 60% тепла, необходимого для нагрева воды. Остальное количество обеспечивается теплогенераторами (электрические, газовые, жидко- или твердотопливные), включающимися при недостатке солнечной энергии.

Отопление и вентиляция в "пассивном доме"

Одно из интересных технических решений, позволяющих оптимизировать теплоснабжение от различных энергоисточников (солнце, тепловые насосы, твердотопливные и газожидкостные котлы, электричество), - слоевые аккумуляторы тепловой энергии, имеющие внутренние или внешние теплообменники для нагрева поступающей к пользователю воды. Ее низкая теплопроводность дает возможность сохранять тепло в специальной емкости послойно. Каждый тип отопительного прибора и ГВС будет в этом случае получать теплоноситель из своей температурной зоны.

Устройства солевого теплоаккумулятора Okozon немецкой фирмы Kalkgruber Solar - und Umwelttechnik

Часто жилые помещения в «пассивном доме» обогреваются через вентиляционную систему. В некоторых проектах предусматривается, наряду с воздушным, конвективное и радиационное отопление высокоэффективными отопительными приборами. Регулирование температуры в них осуществляется термостатами. Ванные, кухни, кладовые могут обогреваться отопительными панелями или системой «теплый пол».

В качестве примера можно привести «пассивный дом» с жилой площадью 168 м². Его стены толщиной 430 мм сделаны из древесных панелей и гипсокар-тона. Теплопроводность стен 0,12 Вт/(м²*К). Аналогично выполнена крыша. Ее теплопроводность не превышает 0,13 Вт/(м²*К). Специальная конструкция применяется для теплоизоляции окон. Рамы и места сопряжения со стенами имеют теплопроводность 0,5 Вт/(м²*К), собственно окна (свето-пропускающая часть) - 0,82 Вт/(м²*К). С северной стороны они, как и наружная дверь, дополнительно теплоизолированы с помощью специальных жалюзи, а окна южной стороны, занимающие 50% площади, образуют своего рода веранду. Это создает условия для максимальной инсоляции зимой и препятствует перегреванию основных помещений летом. Холодная питьевая вода нагревается в накопительной емкости объемом 500 л за счет солнечной энергии (площадь батареи - 10 м) и электроэнергии, потребление которой минимизируется. Накопительная емкость для горячей воды устанавливается в ванной комнате -самом теплом помещении дома и месте основного водопотребления.

Обитатели «пассивных домов» платят за энергоносители в 20 раз меньше, чем жильцы обычных. Предполагается, что уже через пять лет только в Германии доля таких домов достигнет 20%. Как показали исследования, существует принципиальная возможность обходиться в них и без использования внешнего источника энергии - особенно в общественных зданиях: человек «вырабатывает» в среднем 100 кВт тепла, и, например, класс из 30 учеников вполне может обогреваться собственным теплом.

Специалисты белорусского института НИПТИС, проведя необходимые расчеты, доказали: при новом строительстве 1 м² «пассивного дома» будет обходиться на 3-5% дороже обычного, а срок окупаемости дополнительных затрат за счет экономии энергии составит 6-8 лет. Широкому распространению в СНГ «пассивных домов» препятствует отсутствие собственного производства необходимых комплектующих - специальных окон и высокоэффективных утеплителей. Существуют и чисто психологические проблемы, связанные, например, с убеждением, что «чистый» воздух должен поступать через открытые форточки или окна.

Программы строительства и реконструкции зданий в Москве также идут в русле концепции «пассивного дома» -максимальная теплоизоляция стен, особая конструкция окон и, главное, принудительная вентиляция с рекуперацией тепла выходящего воздуха. Однако «пассивными» эти дома нельзя считать из-за относительно высокого уровня энергопотребления, вызванного как дефектами теплоизоляции, так и недостаточной степенью рекуперации тепла вентиляционных выбросов.

Информационный источник:
Апрель-Май 2005 | Аква-Терм

В Украине проектированием пассивных домов занимается архитектор с немецким высшим образованием и практическим опытом работы в Германии и Украине — Татьяна Эрнст:

«В нашей стране широко распространено ошибочное мнение, в соответствии с которым пассивный дом становится таковым в следствии наполнения обычного дома сложным и высоко технологическим инженерным оборудованием. Это не так! Пассивный дом — это прежде всего правильная архитектура! Именно с помощью соответствующего архитектурно-планировочного решения дом экономит уже до 70% последующих эксплуатационных затрат. При этом такие планировочно-конструкционные меры почти не требуют увеличения инвестиций во время строительства, необходимым является лишь правильная и целостная архитектурная концепция дома, качественно выполненный проект, а также наличие профессионального авторского надзора за проведением строительных и изоляционных работ. То-есть: дополнительное инженерное оборудование не является обязательным в концепции пассивного дома, а только опциональным. С его помощью можно экономить оставшиеся 30% средств на содержание дома.»

Пассивный дом (Passivhaus) проектируется таким образом, чтобы не активно (с помощью инженерного оборудования и использования альтернативных энергоресурсов), а пассивно (то-есть с помощью архитектурно-планировочного решения) поглощать, аккумулировать и сохранять максимальное количество тепла (а летом - холода) из окружающей среды. Проект пассивного дома обеспечивает попадание внутрь здания максимального количества лучей низкого зимнего солнца, защиту от перегрева высоким летним солнцем, максимально долгое сохранение существующего и полученного тепла /холода/ с помощью качественной теплоизоляции, вентиляции с рекуперацией и соответствующего пространственно-планировочного решения (базирующегося на принципе компактности и четкого зонирования пространства).

С помощью оборудования на основе альтернативных источников энергии пассивный дом легко «превращается» в «дом нулевой энергии», в котором системы отопления, охлаждения, вентиляции и горячего водоснабжения (используя тепло/холод земли, тепло солнца и энергию ветра) за счет установок возобновляемой энергии: тепловых насосов, солнечных коллекторов, земляных теплообменников и т. п. обеспечивают почти или полностью все энергопотребности дома.

Информационный источник:
Кандидат архитектуры, Член Союза Архитекторов Украины,
практикующий архитектор пассивных и энергосберегающих экодомов —
Татьяна Эрнст: www.ernst.kiev.ua