На главную

Статьи, публикации, архив номеров  

«     2018     2017  |   2016  |   2015  |   2014  |   2013  |   2012  |   2011  |   2010  |   2009  |   2008  |
«     Январь  |   Февраль  |   Март  |   Апрель  |   Май  |   Июнь  |   Июль  |   Август  |   Сентябрь  |   Октябрь  |   Ноябрь  |   Декабрь     »

Опыт

01.11.2008 Пассивный дом

 

Пассивный дом

Минимум отопления – максимум комфорта

 

Если даже предположить, что глобальное потепление не вызывается антропогенным парниковым эффектом, активно заниматься энергосбережением все равно есть смысл. Хотя бы для того, чтобы поменьше материальных и трудовых ресурсов направлялось на производство лишней энергии. Интересно, что значительный потенциал для энергосбережения таится прямо по месту жительства человека.

 

2007-й стал самым жарким годом на планете за последнее десятилетие. Не страдала от холода и Беларусь. Тем не менее, на отопление наших квартир пошло неоправданно много топлива. Так, в одном из минских многоэтажных крупнопанельных зданий постройки 1987 г., имеющем не самые плохие ограждающие конструкции, удельный годовой расход энергоресурсов на отопление составил около 70 кВт•ч/м2. А мог и не превысить 5 кВт•ч/м2, если бы это был «пассивный дом» (англ. passive house). Или – что тоже возможно – если бы здание преобразовали под такой тип в процессе реконструкции.

 

Шведский пример строительной энергопассивности

 

Первыми архитектурно-техническую схему пассивных (или, вернее сказать, энергопассивных) домов предложили основатель Института пассивного дома в Германии Вольфганг Файст и профессор Лундского университета из Швеции Бо Адамсон. Такие постройки отличаются очень низким энергопотреблением. В частности, на их отопление уходит не более 10–15 кВт•ч/м2, причем в холодные, а не в рекордно теплые годы. Одной из стран, которые вслед за Германией и Австрией всерьез взялись за строительство пассивных домов, стала Швеция. Как известно, в этой стране на значительной части территории климатические условия схожи с белорусскими. Так, за год и в Швеции (на равнинах), и в Беларуси выпадает 500–700 мм осадков. Среднесуточная температура января в восточных районах Средней Швеции и на юго-западе Беларуси составляет –4 °C. Среднесуточная температура июля и в восточных районах Швеции, и в центральной зоне Беларуси составляет +18 °C.

Отличным примером рассматриваемого типа здания служит экспериментальный односемейный пассивный дом на окраине г. Валлентуна, недалеко от Стокгольма. Его владельцы, а также соавторы проекта и инвесторы – Андреас Гранбек и Линда Вестер. Дом этот одноэтажный, с площадью основной части 105 м2. На его южной стороне предусмотрена терраса, у восточного торца – гараж. Ключевыми компонентами дома стала продукция компаний Paroc и NIBE. В мае текущего года компания Paroc предоставила возможность специалистам и журналистам из Финляндии, Литвы, Латвии, Эстонии, Беларуси и Украины ознакомиться как с этим домом в частности, так и со шведским опытом пассивного строительства в целом.

 

Основные принципы проектирования

 

Основные принципы проектирования пассивных домов, прежде всего для условий Швеции, следующие (рис. 1):

 

 

– энергетическая компактность формы. Подходят объемы в виде, например, прямоугольных параллелепипедов или цилиндров. Нежелательны углубленные в грунт помещения;

– максимальная площадь окон и дверей – на южном фасаде, минимальная – на северном. С южной стороны рекомендуется делать балконы или лоджии, летом функционирующие как солнцезащитные устройства;

– значительная толщина эффективной теплоизоляции ограждающей оболочки, которая должна быть достаточно воздухонепроницаемой и надежно защищенной от влаги. В связи с большой толщиной стен внутренние боковые откосы оконных проемов следует выполнять со скосами – для повышения естественной освещенности помещений;

– использование тепловых солнечных коллекторов для горячего водоснабжения. Например, в Стокгольме и Минске они способны практически полностью обеспечивать домовладения горячей водой с апреля по сентябрь;

– наличие системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией теплоты отработанного воздуха. Рекуперация дает возможность не выбрасывать на улицу до 90  % тепловой энергии.

 

Конструкции и основные требования

 

Конструктивной основой рассматриваемого односемейного пассивного дома является деревянный каркас. Негорючая теплоизоляция ограждающей оболочки, вмонтированная в каркас, сделана из каменной ваты марки Paroc. В наружных стенах это плиты UNS 37z (плотность 27 кг/м3) общей толщиной 455 мм, в крыше – плита UNS 37z (толщина 70 мм) плюс насыпная вата BLT (плотность 30–36 кг/м3) толщиной 500 мм. В основании дома (фундамент с нижним перекрытием) лежат три слоя плит GRS 30 общей толщиной 300 мм. Внешняя обшивка наружных стен состоит из вертикально ориентированных досок, за которыми находится вентилируемая воздушная прослойка. Сопротивление теплопередаче указанных стен – более 11 м2•°C/Вт, крыши – свыше 14,5 м2•°C/Вт, окон с двухкамерными стеклопакетами – примерно 1,1 м2•°C/Вт.

Требования к подобным строениям изложены в принятой в марте 2008 г. «Классификации пассивных зданий для условий Швеции», в разработке которой участвовал и старший советник Центра пассивного дома Х. Эк. Назовем основные из этих требований:

– максимальная мощность системы отопления (эти системы, как правило, электрические), приведенная к 1 м2 отапливаемой площади, в южной климатической зоне Швеции составляет 10 Вт, в северной – 14 Вт (для отдельно стоящих зданий площадью до 200 м2 эти значения повышаются на 2 Вт). При этом максимальная мощность таких источников тепла, как тела людей и бытовая техника, оценивается в 4 Вт/м2, а солнечная энергия в расчет не принимается;

– годовое потребление энергии на горячее водоснабжение, отопление и связанное с производством тепла электроснабжение должно быть не более 45 кВт•ч/м2 в южной климатической зоне и 55 кВт•ч/м2 – в северной (для отдельно стоящих зданий площадью до 200 м2 эти значения увеличиваются на 10 кВт•ч/м2);

– максимальная воздухопроницаемость ограждающей оболочки – 0,3 л/с•м2 при ±50 Па.

 

Вентиляционно-отопительная система

 

Что касается вентиляционно-отопительного оборудования, второго ключевого компонента пассивного дома, то для домовладения в Валлентуна был выбран объединенный с тепловым насосом вентиляционный агрегат FIGHTER 410P компании NIBE.

Тепловой насос за счет энергии уходящего воздуха нагревает воду (для горячего водоснабжения и отопления), а также поступающий в здание снаружи свежий воздух. Микропроцессор, перманентно отслеживающий атмосферные параметры, отвечает за эффективную работу вентиляционно-отопительной системы, в результате чего в помещениях поддерживается заданная температура (20 °C). FIGHTER 410P имеет помимо основного дополнительный погружной нагреватель, вступающий в работу по мере необходимости. Принцип работы FIGHTER 410P показан на рис. 2, а основные элементы установки – на рис. 3.

 

 

Схема работы системы вентиляции и отопления пассивного объекта, подобного рассматриваемому нами дому, представлена на рис. 4.

В таком доме нет грунтового теплообменника, который служит неотъемлемой энергетической частью многих немецких пассивных зданий. Специалисты компании Paroc объяснили, что для стокгольмского региона такой теплообменник не очень подходит, поскольку при отрицательных температурах в нем высока вероятность конденсирования и замерзания влаги.

 

Экономия энергии и финансов

 

Строительство односемейного пассивного дома Гранбека (это фирменное название объекта в Валлентуна) обошлось только на 2–4  % дороже тождественного ему по архитектуре и удобствам обычного шведского жилища. Здесь важно учитывать два обстоятельства. С одной стороны, пассивный вариант не нуждается в устройстве дорогостоящей системы отопления с радиаторами и т. п. Это очевидный технологический и экономический плюс. С другой стороны, строители еще не до конца освоили все премудрости возведения нового типа построек. Значит, резервы их удешевления налицо. А вот отопление пассивного дома в Швеции уже сейчас «съедает» в четыре раза меньше средств по сравнению с обычным вариантом. В целом же полные эксплуатационные расходы в первом случае вдвое ниже, так что дополнительные издержки на доведение дома до пассивного уровня окупаются довольно быстро.

Многое объясняют цифры по многоквартирному жилому комплексу Брогарден, построенному в Алингсосе более 35 лет назад. После завершения начатой ранней весной 2008 г. модернизации комплекса каждая его усредненная квартира, будучи энергопассивной, в год будет расходовать следующие объемы энергии в кВт•ч (в скобках – показатели до модернизации): на отопление – 1 890 (8 050), на горячее водоснабжение – 1 750 (2 940), на полное электроснабжение – 2 800 (4 130). Значит, общее потребление энергии усредненной квартирой в Брогардене снижается с 15 120 до 6 440 кВт•ч.

 

Здоровье человека и планеты

 

Сведущие люди уверены, что проживать в пассивных домах исключительно полезно. В них никогда не гуляют сквозняки, не пробирает обусловленный лучистым теплообменом холод, постоянно в наличии чистейший воздух. Примечательно и то, что пассивные дома хороши круглый год, в том числе и летом, и даже в жарких странах. Причем не только в санитарно-гигиеническом отношении. Ведь расход энергии на их охлаждение на порядок ниже в сравнении с обычными домами.

Однако радикально снижать энергопотребление зданий, как отметил Х. Эк, заставляют в первую очередь все-таки планетарные климатические изменения. Объемы эмиссии диоксида углерода в атмосферу на душу населения экономически развитых стран значительно превосходят безопасный уровень. Так, в США этот уровень превышен в 5,94 раза, в Германии – в 3,13, а в Швеции – в 2,19 раза. Все больше энергии производят и расходуют самые населенные страны мира – Китай и Индия.

 

Шведский опыт поможет

 

В сентябре 2007 г. в Швеции насчитывалось 120 заселенных пассивных домов. Прогнозируется, что к концу текущего года их будет около 200, а через год – 900.

Беларусь пока не располагает ни одним по-настоящему пассивным домом. Но экономить энергию, а также заботиться о здоровье должны и мы. Поэтому, очевидно, массовое строительство пассивных зданий в Беларуси не за горами. А стать им полноценными должен помочь зарубежный опыт, в том числе шведский.

 

Дмитрий ЖУКОВ,
кандидат технических наук, профессор Российской академии естествознания

 

Контакты

Беларусь: 220121, г. Минск
а/я 72
Тел.: +375 (17) 385-94-44,
385-96-66

Факс: +375 (17) 392-33-33
Gsm: +375 (29) 385-96-66 (Vel)

Е-mail: energopress@energetika.by
E-mail отдела рекламы:
reklama@energetika.by

© ОДО Энергопресс, 2003—2009. Все права защищены.
Мониторинг состояния сайта
Создание сайта Атлант Телеком