Ни для кого не секрет, что глобальные энергоресурсы ограничены и проблема их разумного потребления наиболее актуальна сегодня. Уже во время первого энергетического кризиса 1974-75 гг. люди стали задумываться об экономии энергоресурсов, ведь уже сегодня в мире, по оценкам экспертов, запасов основных источников энергии (нефти, газа и угля) осталось, примерно, на 50 лет. Сохранение энергоресурсов стало приоритетной задачей всего цивилизованного человечества. Известно также, что половина потребления энергии приходится на жилые дома и сооружения. Вот почему одним из самых актуальных методов ресурсосбережения становится строительство так называемых энергоэффективных или, другими словами, «пассивных домов».

Что такое «Пассивный Дом»?

Пассивный, или энергоэффективный Дом (passive house) — это дом с ничтожно малым энергопотреблением, а в идеале — вообще не требующий расходов на тепло. Пассивный дом отапливается при помощи тепла, выделяемого живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии. Горячее водоснабжение осуществляется за счет установок возобновляемой энергии — например, тепловых насосов или солнечных батарей.

Уже сегодня получили массовое распространение дома, которым требуется всего около 10% обычного энергопотребления. Такие впечатляющие успехи достигаются благодаря усиленной теплоизоляции и специально разработанным системам отопления и вентиляции дома. Для классификации подобных зданий удобно применять шкалу, разработанную на «родине» идеи энергоэффективных зданий — в Германии (см. таблицу).

Расход тепловой энергии по типам зданий в Германии

Индивидуальный жилой дом 140 м² общей площади	Годовой расход тепла, кВт•ч/куб.м год	Удельный расход тепла, Вт•ч/м²
Старое строение	300	136
Типовой дом 70-х гг.	200	91
Типовой дом 80-х гг.	150	68
Дом низкого энергопотребления 90-х гг.	0-70	14-32
Дом ультранизкого энергопотребления	30-15	14-7
Современный пассивный дом	менее 15	менее 7

Первую удачную схему оборудования пассивного дома разработал 20 лет назад доктор Вольфганг Фальст, основатель Института Пассивного дома в городе Дармштадт. За эти годы технология «пассивного дома» совершенствовалась, и сегодня на ее основе построено более 2 тысяч сооружений в Западной Европе. Наиболее яркие примеры — особняки в городе Ульме, построенные в 2000 г., переоборудованное в «пассивный дом» обыкновенное студенческое общежитие в городе Вуппертале и первое в мире здание, в котором производится больше энергии, чем расходуется, возведенное в 2001г. в городе Вайце.

При этом энергоэффективные сооружения сберегают не только топливо, но и деньги. Большую часть расходов жителей в Западной Европе сегодня составляет оплата коммунальных услуг, которая продолжает расти. Очевидно, это связано с ростом цен на энергоносители. Несмотря на относительную их дешевизну в России, подобная тенденция имеет место и у нас. При этом российские здания обладают, в основном, непростительно низкой энергоэффективностью, а потери при их отоплении огромны. Внедрение сберегающих технологий отчасти помогло бы справиться с этими проблемами.

Кроме того, «пассивные дома» очень комфортны и экологически благоприятны для человека и являются сегодня самыми удобными и современными типами зданий. В них автоматически поддерживаются оптимальная температура, влажность и чистота воздуха, которые делают нашу жизнь комфортной. Если учесть, что люди проводят в помещении 60% своего времени, значение таких объектов, поддерживающих высокое качество жизни, трудно переоценить.

Установлено, что комфортная среда в «пассивных домах» способствует продлению жизни человека. Например, микроклимат такого здания благотворно влияет на аллергиков. Неудивительно, что именно эти особенности «пассивных домов» стали причиной их популярности в последние годы.

Бесспорна польза энергоэффективных домов и для окружающей среды. Около 40% выбросов CO2 в атмосферу образуется при сжигании топлива, используемого именно для отопления зданий! Применение «пассивных домов» может значительно сократить эту цифру. Ведь в них для обогрева используются, в первую очередь, альтернативные источники энергии, например солнечная. Для строительства, как правило, выбираются традиционные материалы — дерево, камень, кирпич. Категорически отвергаются вредные для здоровья и окружающей среды стройматериалы, такие как асбест. В последнее время налицо тенденция возведения пассивных домов из продуктов рециклизации неорганического мусора — бетона, стекла и металла. Так, в Германии созданы специальные заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий.

Сама концепция «пассивного дома», в первую очередь, основана на дружественном отношении к окружающей среде, на сотрудничестве с ней. Из-за этого «passive house» часто называют также «экологическим домом» («экодомом»). Подобные здания — наиболее современные и эффективные образцы современной архитектуры. Несомненно, что массовое их распространение может оказать серьезную помощь в борьбе с наступающим кризисом.

Как это получается?

За счет чего же, собственно, происходит экономия энергии в «пассивном доме»?

В первую очередь, за счет совершенной теплоизоляции. Ограждающие конструкции (стены, окна, крыши, пол) стандартных домов имеют довольно большой коэффициент теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, теплопотери обыкновенного кирпичного здания — 250-350 кВт с 1 м² отапливаемой площади в год.

Исследования показали, что значительное сокращение расхода тепла появляется только при слое теплоизоляции от 15 см; желательно использовать теплоизолирующие панели толщиной 25-40 см. Технология «пассивного дома» предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется несколько слоев теплоизоляции — внутренняя и внешняя. Это позволяет одновременно не выпускать тепло из дома и не впускать холод. Так же устраняются «мостики холода» в ограждающих конструкциях. В результате в «пассивных домах» теплопотери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт с 1 м² отапливаемой площади в год, что в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях. При желании можно добиться и больших результатов.

Отдельный разговор — теплоизоляция окон. Для эффективного действия технологии «пассивного дома» используются современные двух- или трехкамерные конструкции. Внутрь стеклопакетов закачивают газы, имеющие низкую теплопроводность; особым образом обрабатываются стекла, применяется специальная конструкция примыкания окон к стенам. В энергоэффективных зданиях практикуется также следующая система: самые большие окна направлены на юг, откуда поступает максимум солнечного излучения. С использованием такой технологии эти «южные» проемы могут приносить, в среднем, даже больше тепла, чем они теряют!

В «пассивных домах» используется специальная система вентиляции: приточно-вытяжная с рекуперацией тепла. Это означает, что воздух выходит и поступает в дом не через обычный вентиляционный выход, а из подземного воздухопровода, снабжённого рекуператором. Рекуператор — это теплообменник: в нем нагретый воздух непрерывно передает тепло холодному воздуху через разделяющую их стенку.

Принципиальная схема работы вентиляции «пассивного дома» следующая. Зимой холодный воздух входит в подземный воздухопровод, нагреваясь там за счет тепла земли, и затем поступает в рекуператор. В рекуператоре отработанный домашний воздух нагревает поступивший свежий и выбрасывается на улицу. В результате нагретый свежий воздух, поступающий в дом, имеет температуру около 17°С. Летом горячий воздух, поступая в подземный воздухопровод, сразу охлаждается там от контакта с землей, примерно, до этой же температуры. За счет такой системы в «пассивном доме» постоянно поддерживаются комфортные условия. Лишь иногда возникает необходимость использования маломощных нагревателей или кондиционеров, осуществляющих минимальную регулировку температурных условий. В Европе с применением подобных технологий построена так называемая «экодеревня» — Район VIIKKI (Хельсинки, Финляндия). Он представляет собой экологически чистую территорию сельского типа площадью 1132 га.

Очевидно, что пассивными или энергоэффективными бывают не только жилые дома. Для промышленных зданий и офисов сбережение тепла имеет не меньшее значение. В Дании, Германии, Финляндии и других европейских странах даже разработаны целевые госпрограммы по приведению всех объектов регулярной застройки к условно-пассивному уровню (дома ультранизкого потребления — до 30 ч/куб.м в год). Например, так было построено офисное здание Исследовательского центра ROCKWOOL в Дании. Проект был удостоен звания «Офис 2000 года», а сооружение было признано одним из самых энергоэффективных в мире.

«Умные» дома

Дополнительной экономии тепловой энергии можно добиться за счёт использования автоматизированной системы управления всеми техническими устройствами в здании. Применение такой системы позволяет экономить энергию множеством различных способов — к примеру, снижением температуры помещения во время отсутствия людей или в ночное время. Поэтому наиболее эффективные «пассивные дома» являются по совместительству и «умными» (Intelligent Building). С помощью таких систем житель сможет регулировать отопление и освещение здания, даже находясь за его пределами — посредством Интернета или мобильной связи. Именно автоматизация систем управления приборами позволяет создать комфортные условия в доме и максимизировать экономию энергии.

Огромный потенциал заложен в использовании современного оборудования. Например, интерес представляет правильная организация обогрева помещения, ведь именно тепло и горячая вода являются мерилом комфорта современного дома. Сегодня для «пассивных домов» часто применяют «умное» отопительное оборудование. Например, двухконтурный газовый котел ARISTON MicroGenus Plus предусматривает установку системы контроля климата в помещении (Clima Manager). Эта система автоматически регулирует интенсивность отопления в зависимости от температуры на улице.

Работу Clima Manager можно запрограммировать и на сутки, и на каждую неделю. Также можно создать свою программу для праздников и отпусков.

Конечно, важной особенностью современного оборудования для энергоэффективных домов является их экономичность и высокий КПД. Интересно, что газовые теплогенераторы, созданные с применением конденсационных технологий (например, ARISTON АСО), имеют номинальный коэффициент полезного действия, превышающий 100%. Это становится возможным благодаря рекуперации дополнительной энергии (теплоты парообразования). При расчете КПД обычных котлов она не учитывается.

«Пассивные дома» в России

Каковы же перспективы использования технологии «пассивного дома» в России? Они огромны. Сегодня большинство зданий в России значительно «отстает» от европейских стандартов энергоэффективности. В Германии обыкновенными домами считаются здания с удельным годовым расходом тепла около 300 кВт ч/м² в год, а у нас — 400-600 кВт ч/м² в год. Хотя очевидно, что «пассивные дома» прекрасно «прижились» бы в наших суровых условиях. Но до недавнего времени энергоэффективные здания воспринимались в России как нечто фантастическое, и лишь в последние годы появляются признаки грядущих перемен.

Определенным сдерживающим фактором в строительстве домов нового типа становится относительная дороговизна их возведения. В настоящее время стоимость постройки квадратного метра энергоэффективного дома у нас на 8-10% больше средних показателей для обычного здания. Тем не менее, только в Москве уже построено несколько экспериментальных зданий с использованием технологии «пассивного дома» — в частности, жилой дом в Никулино-2. Демонстрационный проект такого дома возведен также под Петербургом. Надо сказать, что разница в цене быстро нивелируется — дополнительные затраты на строительство окупаются уже в течение 7-10 лет. Между тем, повсеместное использование энергоэффективных зданий смогло бы существенно снизить потребление энергии в РФ, сэкономить миллионы тонн условного топлива!

В настоящее время энергоэффективные дома приобретают у нас все большую популярность. Рынок наводнен строительными материалами для возведения таких зданий, и речь уже идет не о единичном строительстве отдельных зданий, а о типовой постройке. Фирмам, занимающимся строительством энергоэффективных домов, предоставляются государственные субсидии и льготы. Происходят изменения и в массовом сознании людей: при возведении жилищ всегда учитывается не только стоимость квадратного метра, но и расходы топлива планируемых зданий. За последнее десятилетие XX в. в Германии, например, энергопотребление в жилищно-коммунальной сфере снизилось на 3% — и это при том, что там ежегодно вводят в строй около 600 тысяч новых жилищ! Без сомнения, будущее — за энергоэффективными домами.

По материалам компании ООО «Мерлони Термосанитари Русь»

publications.proektstroy.ru

Финляндия – северная соседка России, с которой у нас давние исторические
связи. Кто-то воспринимает Финляндию как родину Деда Мороза, но многие
специалисты теплоэнергетики знают Финляндию как родину надежных финских
котлов Vapor.
Почти полувековая история торговой марки VАРОR говорит сама за себя
и подтверждает то, что традиции и качество являются надежными составляющими
успеха.
Немного истории
Финские
котлы Vapor регулярно экспорт...

В наше время, когда рост цен на энергию служит мощным импульсом для
развития рынка энергосбережения в России, когда как в промышленном производстве,
так и в системе ЖКХ возрастает интерес к новым высокоэффективным технологиям
энергосбережения, на первый план выходят вопросы, связанные с проведением
быстрых и точных измерений различных параметров.
Немецкая
компания Testo AG является признанным мировым лидером в разработке и
производст...

В ближайшем будущем «теплые полы» и «греющие перегородки» потеснят традиционные радиаторные системы отопления, но вряд ли заставят нас полностью от них отказаться. А вот чего точно не будет в системах отопления будущего, так это металлических труб, которые не устоят перед напором своих пластиковых собратьев. О том, как будут развиваться системы отопления в будущем, рассказывает к. т. н., доцент ГАСУ А. Ф. Смирнов. – Принцип р...