Что нам стоит пассивный дом построить?

В научно-технической и массовой литературе и в Интернете все чаще встречаются словосочетания «энергоэффективный дом», «пассивный дом» и «активный дом». Что это значит? И главное, нужно ли обычному дачнику? Стоит ли в это вникать и перенимать интересные идеи и инженерные решения, чтобы применить их на любимых шести сотках?

На волне инноваций

Логичнее и грамотнее будет объединить все эти названия под «крышей» понятия «энергоэффективный дом». Этот собирательный термин — самый точный с инженерно-технической точки зрения, если говорить о современных достижениях в строительстве.

Какой дом считается энергоэффективным? Тот, в котором все бытовые приборы — миксеры и утюги, стиральные машинки, кофеварки и даже лампочки — энергосберегающие? Может быть, это «умный» дом — модная, но дорогая игрушка, одна из задач которой — обеспечить контроль энергопотребления? Или это просто хорошо утепленный дом? Или подключенный к нетрадиционным источникам энергии?

Энергоэффективный дом — это немного другое. Это дом с низким потреблением энергии и в то же время обязательно с хорошим микроклиматом. Дом, в котором комфортно жить. При этом экономия энергии в нем может достигать 90% по сравнению с обычным уровнем «разбазаривания» тепла.

• старые здания (до 1970-х гг.) — для отопления и вентиляции требуют около 300 кВт⋅ч/(м² в год). В РФ и странах СНГ дома с таким энергопотреблением строятся до сих пор;
• новые здания (постройки 1970-2002 гг.) — 150 кВт⋅ч/(м² в год);
• дома с низким потреблением энергии (с 2002 г. в Европе не разрешается строить дома с высоким энергопотреблением) — 60 кВт⋅ч/(м² в год);
• пассивный дом — 15 кВт⋅ч/(м² в год);
• дом нулевой энергии (пассивный дом, но его инженерное оснащение потребляет только то количество энергии, которое само вырабатывает) — 0 кВт⋅ч/(м² в год);
• дом «энергия плюс» (англ. energy plus house) — дом, инженерное оборудование которого (солнечные батареи, тепловые насосы, рекуператоры и т.п.) вырабатывает больше энергии, чем само потребляет. Его еще называют активным домом.

Пассивный дом

Первой и широко известной стала концепция «пассивного» дома, которая появилась в Германии в 1990-х. Пассивным он называется потому, что лишь за счет архитектурно-планировочного решения (т.е. пассивно) поглощает извне предельно возможное количество энергии, аккумулирует и максимально долго сохраняет ее с помощью качественной теплоизоляции.

1. энергоэффективен благодаря низкой потребности в тепловой энергии,
2. комфортен для проживания,
3. наносит минимальный вред окружающей среде.

В пассивном доме комфортный микроклимат поддерживается главным образом за счет человеческого тепла, энергии солнца и тепла, выделяемого бытовыми электроприборами.

Тут уместно привести занятные цифры, которые позволяют подсчитать энергоэффективность собственного дома.

Пример подсчета: Для отопления 1 кв. м качественно утепленного дома требуется 50 Ватт тепла. Обычно тело человека генерирует около 200 Ватт тепла. Скажем, вам необходимо отопить комнату площадью 20 кв. м. То есть для отопления требуется 1000 Ватт. Таким образом, 5 находящихся в комнате человек обеспечивают ее обогрев в мороз. Но это работает только в случае грамотно выполненной теплоизоляции.

Отлично сознаю, что данный пример приблизителен, и специалисты легко найдут здесь слабые места. Например, все эти 5 человек должны комфортно дышать — а значит, и впускать в замкнутое пространство холодный воздух, и выпускать нагретый, теряя при этом тепло. Тем не менее, читатель, не соприкасающийся с этими проблемами каждый день, сможет примерно представить себе «порядок цифр». А если вспомнить, что и электрочайник «тянет» 1500-2000 Ватт, то расчет энергоэффективности загородного дома приобретет осязаемость.

1. Удельный расход тепловой энергии не должен превышать 15 кВт⋅ч/(м² в год).
2. Общее потребление первичной энергии для всех бытовых нужд (отопление, горячая вода и электрическая энергия) не должно превышать 120 кВт⋅ч/(м² в год).

Задача владельцев загородных домиков — изучить чужой передовой опыт и взять самые рациональные идеи для использования в наших условиях, решительно отмахнувшись от технического догматизма, совершенно не свойственного нашему менталитету.

• комплексной тепловой оболочке, включая теплоизоляцию фундамента, контактирующего с грунтом,
• исключению так называемых «мостиков холода» в ограждающих конструкциях (стенах, крыше и т.п.),
• окнам: они должны быть сертифицированы именно для пассивного дома,
• герметичной внутренней оболочке дома,
• специальным инженерным решениям механической принудительной системы вентиляции с высокоэффективной рекуперацией (т.е. обратным получением) тепла.

В нашей стране доступность дешевых энергоносителей до недавнего времени не позволяла застройщикам, как профессионалам, так и частникам, правильно оценить экономический эффект от применения современных теплосберегающих стройматериалов и инженерных решений. Но сегодня, когда цены на энергоносители растут, положение кардинально меняется. Проблема экономного использования ресурсов становится все более важной, а строительство энергоэффективных зданий — жизненно необходимым.

Увеличение энергоэффективности дома — это еще и частичное решение проблем экологии. Ведь выделение углекислого газа при сжигании топлива приводит к «парниковому эффекту». Это, в свою очередь, ведет к повышению температуры нижних слоев атмосферы Земли. А следовательно, к глобальному потеплению, повышению уровня Мирового океана, затоплениям прибрежных участков, засухам, недостатку продовольствия и, наконец, к крупным социально-экономическим проблемам.

Однако вернемся с просторов Мирового океана к нам на дачный участок.

Что учесть при проектировании пассивного дома?

При проектировании пассивного дома учитываются:

• Открытость здания с юга.
• Небольшой уклон в южную сторону.
• Южное направление большинства окон.
• Отсутствие затенения южного фасада.
• Защита наветренной стороны дома посадками, другими постройками и т.п.

• Максимально компактная форма дома. Чем меньше площадь ограждающих конструкций по отношению к полезной площади дома, тем лучше.
• Отсутствие (по возможности) эркеров, балконов и т.п.
• Разделение дома на жилые зоны и буферные.
• Расположение вспомогательных помещений в качестве буферных зон на северной стороне.
• Расположение жилой зоны в юго-восточной части дома.
• Размещение зимнего сада на южной стороне.
• Наличие наружной защиты от лучей высокого летнего солнца.

• Отсутствие на северной стороне дома светопрозрачных элементов.
• Расположение на южной стороне как можно большего количества светопрозрачных элементов, пропускающих в дом лучи низкого зимнего солнца.
• Соотношение окон и других светопрозрачных конструкций на фасаде должно быть таким: 70-80% на южной стороне, 20-30% — на восточной, 0-10% — на западной и 0% —на северной.

• Теплоизоляция всей внешней оболочки дома (фундамента, стен, крыши),
• Высокое качество утеплителя (соответствие назначению, коэффициент теплопроводности, паронепроницаемость, необходимая толщина слоя),
• Качественное устройство теплоизоляции (отсутствие щелей, мостиков холода и т.п.),
• Максимально возможная воздухонепроницаемость внешней оболочки дома.

• Система контролируемой приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией воздуха.
• Использование грунтовых теплообменников для пассивного предварительного подогрева (или охлаждения) воздуха или воды.

• Неконтролируемые утечки через зазоры должны быть минимальными.

Передовики энергоэффективности

Учитывая все сказанное, можно построить пассивный дом, которые почти не отличается от обычного по конструкции, но требует гораздо меньше энергии — не более 20% энергии обычного дома — на отопление зимой и охлаждение в жару. Для этого нужно лишь а) правильно разработать архитектурно-строительный проект и б) качественно построить по этому проекту дом.

Но для того, чтобы он был по-настоящему пассивным, необходимо восполнять недостающую теплоту. В этом помогут автономные генераторы, работающие на природных источниках энергии, тепловые насосы, солнечные коллекторы (гелиоустановки) и другие установки возобновляемой энергии. И только в случае крайней необходимости можно по минимуму использовать уголь, нефть или мазут.

• электроприборы и оборудование с низким энергопотреблением,
• напольное водяное отопление (водяной теплый пол),
• экономичное водоразборное оборудование.

В итоге каждый сам решит, что выгоднее повысить — затраты на энергоэффективные решения при строительстве или ежемесячные расходы на содержание дома, которые лет через 10 могут увеличиться в разы.

• Читайте все комментарии с начала:
• 2

Данная тема ПАССИВНОГО дома поистине неисчерпаема. И явно технологические плюсы быстро оборачиваются своими минусами. Взять хотя бы «солнечную энергетику», представленную фотогальваническими панелями. Тут же находится контр аргумент. Посмотрите на нижележащий снимок. Это показательный дом с низким энергопотреблением, сооруженный в поселке Гонолес на берегу Минского моря. После несильного снегопада все панели покрылись снегом и прекратили подачу энергии в сеть. Есть о чем призадуматься!

Солнечные панели, покрытые снегом

Простите за запоздалый ответ, что-то уведомления о новых ответах у меня никак не хотят нормально работать. Совсем даже без иронии писала. «Зачем обогревать крышу» — чтобы снег таял, стекал и очищал панели, которые начинают работать. Я, конечно, не представляю, сколько на это требуется энергии и какое КПД (от температуры за окном зависит еще), но полностью растапливать, думаю, не обязательно, пласты сами скатятся (другое дело — организовать безопасный их прием). А может — не допускать накопления снега на крыше, чтобы он подтаивал сразу как только падает.

Ответ на второй вопрос: точно не помню, где прочитала, но навскидку нашла в интернете. Ссылки зарубят, но напишу, что в список стран, строящих дорожное полотно с подогревом, входят: Канада, США, Финляндия, Норвегия, Исландия, Япония. Есть и другие, но это самые крупные и продвинутые. В Исландии и в Японии, в Саппоро, дороги обогреваются геотермально. В Хельсинки дороги с электрическим подогревом. В США вообще высокие технологии: «Американская компания „Solar Roadways“ составила договор с Федеральным дорожным агентством США на постройку дорог нового поколения, которые значительно помогут сохранить городской бюджет зимой — снег будет таять благодаря встроенным в дорожное полотно нагревателям, которые подпитываются энергией солнца. В качестве покрытия будут использовать особое сверхпрочное стекло, которое не будет блестеть на солнце и по силе сцепления не будет уступать асфальту. При помощи встроенных светодиодных ламп „умные“ солнечные панели смогут „рисовать“ на дороге дорожные знаки и переходы. Более того, они чувствуют тяжесть. „Умная дорога“, к примеру, может уведомить водителя о пешеходе, который ступил на проезжую часть. „Солнечная дорога“ даже содержит нагревательные элементы, которые могут расплавить снег и лед. На основе таких замечательных материалов Скотт Брюссо в будущем желает сделать мировую шоссейную инфраструктуру нового поколения, работающую абсолютно автономно за счет энергии, которую дорогая будет получать от солнца». Вот еще цитата от немецкого дорогостроителя: «Главная проблема дорожного отопления — высокий расход энергии. Чтобы зимой разогреть асфальт до 3 градусов Цельсия выше нуля и стабильно поддерживать эту температуру, на один квадратный метр покрытия потребуется в среднем 3000 киловатт-часов энергии, объясняет Хорст Бадельт (Horst Badelt), сотрудник Федерального научно-исследовательского института дорожного хозяйства. „Об электрическом отоплении мы пока не думаем, — говорит он. — Мы думаем, прежде всего, о геотермии, то есть о том, чтобы тепло из недр Земли вытянуть с помощью теплообменников на поверхность. Тут есть самые разные схемы. Смысл в том, чтобы загнать зонды глубоко в землю, а коллекторы разместить под самым дорожным покрытием и регулировать подачу тепла в зависимости от температуры воздуха“. Вообще в интернете обнаружилось немало информации и фотографий дорожного полотна с укладкой труб для горячей воды.