19 октября 2020

Пассивный дом: что это такое

Полезные статьи

Энергосберегающий дом, активный и пассивный дом – что это такое и в чем между ними разница? В статье мы расскажем об энергоэффективности жилого здания и о стандартах и целесообразности проектирования пассивных домов в климатических условиях нашей страны.


Пассивный экодом (Франция)


Энергоэффективный дом: специфика, разновидности и особенности

Пассивный дом является одной из разновидностей энергосберегающего здания. Так называют дом, комфортное проживание в котором совмещается с минимальными затратами на энергопотребление. Это означает, что владелец сможет сэкономить на расходах на отоплении зимой и охлаждении воздуха в жаркую погоду, а в некоторых случаях сам обеспечивает себя электроэнергией и горячей водой.

Энергосберегающий дом – не выдумка маркетологов, а вполне обоснованное научное явление. Общепринятым критерием энергоэффективности жилого дома считается расход тепловой энергии, затраченный на отопление, кондиционирование, вентиляцию, горячее водоснабжение и освещение на протяжении года, который измеряется в киловатт часах на квадратный метр (кВт час/кв.м.).

Во всем мире успешно эксплуатируется довольно много таких зданий, в том числе – в климатических условиях Германии и Средней Европы.



Классы энергоэфективности

Поскольку потребление энергии и тепла повсеместно контролируется внутридомовыми счетчиками, то точные показатели позволяют рассчитать затраты для каждого здания, от новостройки до музейного комплекса.

На основании этого определяется класс энергоэффективности строения. В первую очередь он нужен, чтобы понять, как здание расходует получаемое тепло и электроэнергию, не отапливает ли оно улицу и в какую сумму обходится владельцу освещение. В итоге появляется возможность снизить расходы, получив заметную экономию.

Расчеты выполняются с учетом типа здания (жилое, офисное, промышленное, торговое и прочее) и климатических условий местности. В 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. В первом случае класс энергоэффективности здания будет находится в красном секторе таблицы (очень низкий уровень), а при нормальном или пониженном энергопотреблении окажется в зеленом секторе (высокий или высочайший уровень эффективности).

Таблица классов энергоэффективности

Как видно из таблицы, чем выше класс энергоэффективности строения, тем меньше энергии потребителю придется покупать для комфортной эксплуатации. Существует несколько видов энергоэффективного жилья – поговорим о них более подробно.

Первый пассивный дом, который построен в г. Кранихштайне (Германия), был сдан в 1991г. В настоящее время в нем проживают 4 семьи


Что такое пассивный дом

Наиболее популярной разновидностью энергоэффективного дома является пассивный дом. История такого жилья восходит к культуре северных, и в том числе, сибирских народов, строивших свои жилища таким образом, чтобы они потребляли минимум ресурсов, эффективно сохраняя тепло.


Это интересно: жилища северных и степных народностей – иглу, чум, юрта или типи – не случайно имеют круглую форму. Это способ сберечь как материалы, так и комфортный внутренний микроклимат. Материалы, из которого они сделаны (войлок и шкуры животных), отличаются хорошими теплоизоляционными свойствами и являются прообразами технологий пассивного дома. Другим хорошо известным примером энергосберегающего подхода является традиционная русская печь. Она сложена из толстостенного кирпича, хорошо сохраняющего нагрев, и снабжена системой «колодцев», в которых горячий воздух делает множество оборотов, прогревая печь, прежде чем выйти в дымоход.


Наиболее точное определение пассивного дома дал один из его отцов-создателей – немецкий ученый Вольфганг Файст. Он заметил, что 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.
Современный пассивный дом в любом городе Германии – это здание, для которого ежегодный расход энергии на отопление и жизнеобеспечение не превышает 10–15 кВт/час на квадратный метр. Для сравнения – для обычного кирпичного дома нормой считается 200–300 кВт в час на «квадрат». То есть, энергопотребление пассивного дома в 20 раз меньше нормы.

Что особенно важно – пассивное жилье поддерживает такие характеристики благодаря тому, что энергосбережение в доме выполняется на научной основе. При проектировании пассивных домов акцент делается на рациональном использовании энергетических ресурсов и уменьшении теплопотерь, а не на применении возобновляемых энергетических ресурсов.

В идеальном варианте пассивный дом должен представлять собой независимую энергосистему, которая совершенно не требует расходов на поддержание комфортного температурного режима. При этом для отопления жилых помещений используется тепло, выделяемое живущими в доме людьми и работающими бытовыми приборами. Охлаждение планируется обеспечивать за счет особенностей конструкции здания и свойств стройматериалов.


Это интересно: пассивный дом, построенный в г. Кранихштайне (Германия) в 1991г., нуждается в настолько мизерном количестве дополнительного тепла, что проживающие в нем могли бы вообще отказаться от системы отопления. Годовой расход на отопление 1 квадратного метра площади составляет менее 1 л жидкого топлива.


Что такое активный дом

Активный дом относится к другой разновидности энергосберегающих зданий, в которых повышенный повышенный комфорт при различном уровне энергоэффективности достигается посредством автоматического управления микроклиматом (за счет системы «умный дом») и автономного обеспечения энергией.

В активном доме максимально используются возобновляемые виды энергии – энергия солнца, ветра, геотермальная энергия и тому подобное. Если активный дом может полностью покрыть свои потребности в энергии, то можно говорить о здании с нулевым энергобалансом. Однако часто такая система способна вырабатывать энергии больше необходимого. В этом случае излишки электроэнергии можно отдавать в центральную сеть – тогда дом будет обладать положительным энергобалансом.


Это важно: термин «энергосберегающий дом» является не совсем корректным по отношению к пассивному дому. По сути, сохраняют или, говоря точнее, сберегают энергоресурсы только дома с нулевым и положительным балансом. Пассивный дом их всего лишь экономно расходует.


Фотосъемка в инфракрасных лучах позволяет сравнить, насколько более эффективно работает теплоизоляция пассивного дома (на фото справа) по сравнению с обычным зданием


За счет чего снижаются тепловые потери в пассивном доме?

Если сравнить теплопотери обычного кирпичного дома и пассивного дома, то они отличаются примерно в 20 раз. За счет чего достигается этот эффект? Преимущество пассивного дома – в его планировке, конструкции и материалах, которые являются результатом использования энергосберегающих научных технологий.


На заметку: в 1996г. в Германии (г. Дармштадт) был создан Институт пассивного дома (Passivhaus Institut Darmstadt), который работает под патронажем Министерства экономики земли Гессен. Специалистами института разработана каркасная технология сооружения пассивных домов из продуктов переработки строительного и неорганического мусора, таких, как бетон, стекло и металл. В Германии существуют специальные заводы, перерабатывающие подобные отходы в стройматериалы для энергоэффективных зданий. Именно Германия сегодня является лидером по масштабам проектирования энергоэффективных зданий. В рамках специальной госпрограммы в стране возведено более 6 000 подобных домов.


Рассмотрим подробнее, по каким принципам строят энергосберегающие дома.

Утепление пассивного дома

Теплоизоляция ограждающих поверхностей

Основной фактор сохранения тепла зимой и приятной прохлады летом – надежная оболочка здания. Для этого должна быть выполнена тщательная теплоизоляция крыши и стен, проведено утепление фундамента и подвала.

Работы по теплоизоляции проводятся исключительно с наружной стороны здания, что обусловлено законами теплофизики. Утепление следует выполнять таким образом, чтобы несущие конструкции дома всегда находятся в зоне положительной температуры. При этом точка росы оказывается за их пределами, поэтому в строении поддерживается требуемая влажность. В обязательном порядке в строительных конструкциях выполняется устранение «мостов холода».

Чтобы обеспечивать герметичность здания, наружная теплоизоляционная оболочка должна соответствовать определенным требованиям. Существуют нормативы кратности воздухообмена, коэффициенты теплопередачи для наружных стен, кровли и полов первого этажа, учитывающие климатическую зону, в которой располагается строение.
Эти данные изложены в специальной литературе и в обязательном порядке учитываются при проектировании и возведении энергоэффективного жилья.


Это важно: для пассивного жилого дома неприемлемы «дышащие» стены. Это приводит к потерям тепла, а также вредно для сохранения тепловой оболочки здания.


Пассивный дом представляет собой практически герметичную конструкцию

Окна

Качественная теплоизоляция здания при наличии обычных, стандартных окон не способна обеспечить должные показатели энергоэффективности. Окна пассивного жилого дома выполняют функцию солнечных коллекторов – ведь поступления тепла от солнечной энергии вносят основную лепту в обогрев здания, – и поэтому имеют достаточно большую площадь. Но при этом, несмотря на свои размеры, окна должны обеспечить минимальные потери тепла.

Поэтому для достижения характеристик пассивного дома используются окна с многослойным остеклением, способным пропускать солнечную энергию и обладающие низким коэффициентом теплоотдачи.

Принцип работы энергосберегающего однорамного стеклопакета с тройным остеклением

Это либо двухкамерные окна – одна рама с тройным остеклением, заполненные аргоном или криптоном (стекла с энергосберегающим и мультифункциональным напылением). Либо окна с двойной рамой, каждая из которых состоит из 2-х стеклопакетов с двойными стеклами, заполненных аргоном (также с покрытием для защиты от перегрева летом и сохранения тепла зимой). При монтаже внимание уделяется отсутствию «мостиков холода» в местах контакта оконной рамы со стеной.

В Германии выпускают сертифицированные окна, пригодные для пассивного дома. Характеристики изделий указываются в сертификате: это коэффициент теплопередачи остекления и оконной рамы, а также линейные коэффициенты теплопередачи, учитывающие тепловые мосты по краям остекления и при монтаже окна в наружную стену.

При таком остеклении на внутренней поверхности окна держится температура, равная температуре в помещении, поэтому отпадает необходимость в установке отопительных приборов под окном.



На заметку: архитектурные решения для энергоэффективного жилья обычно предусматривают установку глухих (не открывающихся) окон. Тем не менее, проект пассивного дома обязательно дает возможность на каждом фасаде установить большие открывающиеся окна с целью выхода из помещения в экстренной ситуации, а также для сквозного проветривания.


Важный момент – ориентация окон по сторонам света. Согласно практике строительства энергоэффективных коттеджей, южное направление лучше как зимой, так и летом. Восточная и западная ориентация признаны неблагоприятными. На северной стороне площадь окон принято делать небольшой, достаточной только для освещения.

На южных фасадах и крышах, не имеющих затененности, возможна установка солнечных коллекторов. Интегрированный коллектор снижает теплопотери фасада и кровли, одновременно позволяя использовать солнечную энергию для бытовых нужд. За счет этого выполняется нагрев воды для горячего водоснабжения, поддержка отопления здания, а также прогрев грунта через геотермальные скважины (технология хранения солнечной энергии в грунте).

Воздуховоды подачи и выброса

Вентиляционная система

Это основа комфортного микроклимата в пассивном доме. Современные энергоэффективные технологии позволяют согревать воздух, поступающий в дом снаружи, за счет тепла выходящих из помещения воздушных масс. Это рекуперация воздуха, которая осуществляется системой вентиляции, состоящей из множества элементов.

Две вертикальные шахты (с ответвлениями на каждом этаже) обеспечивают подачу и возврат воздуха. Сеть состоит из воздуховодов, отводов, тройников, дроссель-клапанов, приточно-вытяжных анемостатов и специальных адаптеров под вентиляционные решетки. «Сердце» системы состоит из 2-х частей. Это приточно-вытяжная установка, проще говоря, комплекс вентиляторов, которые обеспечивают движение воздуха.

И рекуператор, состоящий из теплообменника (в зависимости от модели, их может быть несколько), который обеспечивает возврат тепла и влаги.

Существуют несколько видов рекуператоров, но для установки в пассивном доме выбирают устройства с высоким КПД. Доля возврата тепла (КПД) должна составлять не меньше 75%. Дополнительно на магистрали подачи после рекуператора может быть установлен еще и канальный водяной теплообменник, позволяющий при необходимости согревать (либо охлаждать) свежий приточный воздух до требуемой температуры.

Схемы и коэффициенты эффективности приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

Для снижения энергопотребления учитывается расход электроэнергии для вентиляции, который сохраняют на невысоком уровне. Это относится к работе как рекуператора и вентиляторов, так и регулирующих устройств. Контрольное значение составляет от 0,3 Вт до 0,45 Вт затраченной мощности на 1 кубометр воздуха в час. Такое электропотребление обеспечивается за счет тщательного проектирования, рационального расположения магистралей, оптимизации системы и применения вентиляторов с равномерным потоком.

Установленный в подвальном помещении рекуператор

При строительстве пассивного дома предполагается разделение вентиляции на 3 зоны:

  • зона приточного воздуха, в которую входят жилые и рабочие комнаты, гостиная, детские;
  • переходная зона, которая охватывает коридоры и лестницы;
  • зона вытяжного воздуха, которая объединяет влажные помещения и комнаты со специфической эксплуатацией, например, курительные.

Энергоэффективное здание в поперечном разрезе: видна массивная теплоизоляция,
специальные окна, расположенные с южной стороны и работа системы вентиляции с рекуперацией тепла


Энергоэффективный дом: проекты для России

«Пассив хаус» разработан для климатических условий Германии и Средней Европы, поэтому его классический вариант невозможно применить в условиях России (за исключением некоторых районов).

Однако идея пассивного дома очень привлекательна, поэтому отечественные специалисты энергоэффективного строительства с успехом оптимизируют ее. Строительство энергосберегающих домов сегодня уже не редкость в Подмосковье, также
подобные строения встречаются и в резко континентальном климате – например, в Новосибирске.

Пассивный дом в поселке Ашукино (Московская обл.)
Источник: https://victorborisov.livejournal.com/

Пассивный дом в Подмосковье

Это двухэтажный дом, который имеет площадь 160 м2 и обширное подвальное помещение в 40 м2. Форма здания представляет собой куб, что сделано с целью снижения теплопотерь.

В проекте этого здания воплощены передовые инженерные решения по использованию энергосберегающих технологий для обеспечения дома тепловой энергией. Дом не подключен к газовым коммуникациям – в момент выхода статьи он находился на электрическом отоплении. В перспективе планируется полный переход на автономное существование, без присоединения к внешним сетям.

Стеновые, кровельные и оконные конструкции имеют теплозащиту, которая соответствует требованиям, выдвигаемым к пассивным домам. Стены из газобетона имеют слой дополнительной теплоизоляции 250мм, их внешняя защита обеспечивается за счет фиброцементных панелей (срок службы превышает 50 лет).

Стеклянные двери и окна изготовлены из утепленного профиля и двухкамерного стеклопакета с энергосберегающим и мультифункциональным покрытием, заполненного аргоном.

Инженерные системы дома представлены геотермальным тепловым насосом,
тепловым аккумулятором с возможностью проточного подогрева воды, солнечными коллекторами. Приточно-вытяжная вентиляция оборудована энтальпийным рекуператором и канальным водяным теплообменником. «Изюминкой» стал теплоаккумулирующий камин.



Новый дом с низким энергопотреблением – это просто!

Обратитесь в Этажи прямо сейчас. Мы подберем для вас дом, спроектированный и оборудованный в соответствии со стандартами энергоэффективного дома и адаптированный для климатических условий вашего региона.

Закажите обратный звонок и получите консультацию эксперта


    Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных


    Энергоэффективный дом в сибирском климате

    Этот простой и элегантный дом – пример того, что энергоэффективное строительство возможно даже в суровых условиях Сибири. Здание построено из кирпича. Площадь дома составляет 150 м2, подземный этаж отсутствует. Основу здания формирует темный параллелепипед, к которому примыкают два светлых прямоугольника. Несмотря на минимализм геометрических форм, дом визуально гармонирует с окружающей природой.

    Крыша выполнена без разуклонки кровли, но с пониженным парапетом, что дает возможность ветрам выдувать снег с ее поверхности. Утепление кровли представляет собой «пирог» из слоя пароизоляции, утеплителя толщиной 200 мм и гидроизоляции (полимерная мембрана).

    Окна изготовлены из теплого профиля с тройными стеклопакетами. Стекла покрыты пленкой с защитой от УФ-лучей, которая не дает выходить теплу из помещения зимой и перегреваться летом. Также высокий теплосберегающий эффект достигается за счет особых характеристик стекол и эффективной теплоизоляции оболочки дома: кровли, стен, фундамента и пола.

    Тепловую защиту и требуемый микроклимат обеспечивает штукатурная система «мокрый фасад» – наружная теплоизоляция, которая состоит из утеплителя, покрытого клеевым составом, армирующим слоем и слоем декоративной штукатурки. Система вентиляции состоит из бризеров «Тион», которые работают на приток воздуха, и вытяжной вентиляции, удаляющей загрязненный воздух.

    Дом отапливается электрическим котлом, но в здании нет ни одной трубы и ни одного радиатора – отопление обеспечивает водяной теплый пол и стены, в которых «зашиты» трубы.



    Построить энергоэффективное здание можно не только в условиях Германии или Средней Европы: главные принципы строительства энергоэффективного дома остаются неизменными и в суровом климате России. Это усиленная теплоизоляция, вентиляционная система с рекуперацией тепла и теплосберегающие окна.

    Поделиться
    Отправить
    Класснуть
    Вотсапнуть