Энергосберегательные дома, что это такое и какие они?

Если бы запасы энергии находящиеся в земле были неисчерпаемы этой темы не возникло бы никогда. Но, к сожалению, все хорошее заканчивается. Уже более двухсот лет прогрессивное человечество отправляет в трубу свои ресурсы, а заодно и ресурсы для будущих поколений. На добыче и переработке ископаемых построены все сверхдержавы вчерашнего, сегоднгяшнего, но не завтрашнего дня.
Население планеты растет, и жить в пещере хотят далеко не все. Комфортные условия жизни становятся стандартом для все большего числа людей.
Как же обеспечить эти условия, не затрачивая лишнюю энергию и как сделать экономичными уже построенное жилье и производственные здания и сооружения.
Для этого люди думающие посмотрели назад на принципы многовекового строительства. Практически все традиционные жилые постройки в Европе и Азии сделаны по принципу энергоэффективности и энергонезависимости. Все знают, что правильный сельский дом теплый даже в сильные морозы и дает прохладу даже в одуряющую жару. На отопление такого дома требуется небольшое количество дров. Наши предки, не имея компьютеров и спутников понимали, что дом должен накапливать тепло внутри себя и не отдавать его наружу зимой, а летом не впускать его внутрь.
Этот простой, но гениальный принцип возродился в середине двадцатого века в современных строительных технологиях и стал основой для разработки пассивных и энергоэффективных домов.
Основные принципы пассивного дома предложили в мае 1988 года доктор Вольфганг Файст, основатель «Института Пассивного дома» в Дармштадтe, (Германия) и профессор Бо Адамсон из Лундского университета (Швеция). Концепция разрабатывалась в многочисленных исследовательских проектах, финансируемых землёй Гессен, Германия.
В идеале пассивный дом это независимая энергосистема, вообще не требующая расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома происходит благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии. Горячее водоснабжение осуществляется за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов или солнечных коллекторов. Электрическая энергия вырабатывается солнечными батареями или ветровыми мини-электростанциями
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 слоёв теплоизоляции — внутренняя и внешняя. Это позволяет одновременно не выпускать тепло из дома и не впускать холод внутрь него. Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт·ч с 1 м² отапливаемой площади в год — практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.
В пассивном доме используются 2- или 3-камерные стеклопакеты, заполненные низко-теплопроводным аргоном или криптоном. Применяется более герметичная конструкция примыкания окон к стенам, утепляются оконные проёмы. Стекла имеют специальный состав, обрабатываются особым образом, покрываются пленками, отражающими тепловое излучение. Иногда для дополнительной теплоизоляции на окнах устанавливают ставни, жалюзи или шторки.
Самые большие окна направлены на юг (в северном полушарии) и приносят в среднем больше тепла, чем теряют. На сегодняшний день технология строительства пассивный дом далеко не всегда позволяет отказаться от активного отопления или охлаждения, особенно в регионах с постоянно высокими или низкими температурами, или резкими перепадами температур, например, в зонах с континентальным климатом. Тем не менее, органичной частью пассивного дома является система обогрева, кондиционирования и вентиляции, расходующая ресурсы более эффективно, чем в традиционных домах.
В традиционных домах вентиляция осуществятся за счёт естественного побуждения движения воздуха, который обычно проникает в помещение через специальные пазы в окнах и удаляется пассивными вентиляционными системами, расположенными в кухнях и санузлах.
В энегроэффективных зданиях используется более сложная система: вместо окон с открытыми пазами используются звукоизолирующие герметичные стеклопакеты, а приточно-вытяжная вентиляция помещений осуществляется централизованно через установку с рекуперацией тепла. Дополнительного повышение энергоэффективности можно добиться, если воздух поступает в дом через подземный воздухопровод. Зимой холодный воздух входит в подземный воздухопровод, нагреваясь там за счёт тепла земли, и затем поступает в рекуператор. В рекуператоре отработанный домашний воздух нагревает поступивший свежий и выбрасывается на улицу. Нагретый свежий воздух, поступающий в дом, имеет в результате температуру около 17 °C.
Летом горячий воздух, поступая в подземный воздухопровод, охлаждается там от контакта с землёй примерно до этой же температуры. За счёт такой системы в пассивном доме постоянно поддерживаются комфортные условия. Лишь иногда бывает необходимо использование маломощных нагревателей или охладителей (тепловой насос) для минимальной регулировки температуры.
Материалы для строительства домов такого типа различны. Самыми лучшими признаны экологически чистые и безопасные материалы - дерево, кирпич, глинобетон. В последнее время часто строят пассивные дома из продуктов переработки неорганического мусора — бетона, стекла и металла.
Самая важная часть энергоэффективного здания – это утеплитель. Именно от толщины, правильного монтажа и качества самого утеплителя зависит дальнейшая энергоэффективность. Толщина слоя энергоэффективного утеплителя в пассивном доме составляет 350-450 мм. Для утепления применяются самые различные материалы - минераловатные плиты, газосиликатные блоки, пенополистирол, солома, продукты переработки бумаги, глинобетон. Сегодня самым оптимальным вариантом утепления является минераловатная плита. Этот материал не горюч, легко монтируется, экологичен и имеет одни из самых лучших показателей по энергоэффективности.
Следующим важным фактором пассивного дома является инженерное оборудование. Современных комфортных условий можно добиться только с современной инженерией. В энергоэффективном здании два основных узла – приточно-вытяжная установка с рекуперацией тепла и тепловой насос. Комбинация этих двух систем позволяет добиваться комфортных условий жизни при самых минимальных затратах, а включение в эту систему возобновляемых источников энергии сделает здание полностью энергонезависимым.
Строить пассивный дом не намного сложнее, чем традиционный. Здание имеет, как правило, каркасную схему с самонесущими наружными стенами. При данной конструкции снижаются расходы на фундаменты и трудоемкость возведения наружных стен. В отдельных статьях будут рассматриваться технологии строительства и возможности комбинирования различных материалов для строительства в умеренно - континентальном климате.
Стоимость строительства сопоставима с традиционными зданиями. В отдельных случаях она может превышать ее на 10-15%.Но стоимость эксплуатации в 10 раз ниже.
Во всём мире к 2006 году построено более 6000 пассивных домов, офисных зданий, магазинов, школ, детских садов. Большая их часть находится в Европе. Развитие этого направления требует изменения подходов к строительным и инженерным технологиям. Это принципы не только будущего, но уже сегодняшнего дня.