Итак, чем дальше, тем больше. Спрос на всё с пометкой “эко” тем более ширится, чем дальше мы уходим от принципов рационального потребления в реальной жизни. Кажется, что радикальная решительность тратить чуть больше денег на аналогичные товары, но с заветной “марочкой” некоторым образом сыграет нам на алиби в какой-то момент развязки.
Собственно, как бы то ни было, а зачастую подобного рода жесты – это всё, что нам остаётся: мир в котором мы живём, социальный мир не слишком органично соотнесён с природой, а стало быть либо иди на компромисс, либо устраняйся от общества. Пожалуй, второй вариант слишком фундаменталистский для большинства. Таким образом и устанавливается власть идеологии “малых добрых дел”.
Что же, самое “большое” из малых дел – это экологически функционирующий . Что это такое и с чем его едят?
Экологически чистый дом
Экодома предельно уменьшают негативное влияние человеческого быта на окружающую среду. Как правило, экодом – это частный дом, хотя бывают и многоквартирные эко-сооружения. Такие здания характеризуются как ресурсосберегающие, малоотходные, здоровые и не агрессивные по отношению к природе. Важно, что всё это должно быть свойственно не только дому, взятому отдельно, но и коммуникациям, инфраструктуре – то есть системе в целом.
Теплоэффективность
Хорошая теплоизоляция – ещё одно непременное условие, которое должно быть соблюдено в экодоме. При чём, очень важно, чтобы показатели её существенно превышали нормативные.
Возвращаясь к ориентации по сторонам света: считается, что в северном полушарии дом должен быть обращен прозрачным фасадом к югу, а толстыми стенами к северу.Это поможет максимально эффективно использовать дневное освещение. Специальные стекла позволяют снизить теплопотери через окна на 70%.
Система отопления экодома должна предусматривать теплые полы вместо традиционных радиаторов вдоль стен. Такие меры помогают существенно снизить потребление энергии на обогрев жилища.
Фотоэлектрические солнечные панели
Солнечная панель или солнечная батарея – это система соединенных воедино небольших полупроводниковых устройств – ’солнечных ячеек”, или элементов, – преобразующих энергию света в электрическую.
Солнечные коллекторы накапливают энергию, которая потом расходуется, например, для нагревания резервуаров с водой. Для поддержания постоянной требуемой температуры воды также требуется внешний источник энергии (как правило, сетевое электричество). Доля солнечной энергии в системе частного горячего водоснабжения обычно составляет около 90%, в системе отопления 70-90% в осенне-весенний период и 40-60% зимой.
Получается, что система накопления солнечной энергии позволяет обеспечить практически бесплатную горячую воду, а для отопления в таком случае потребуется в три-четыре раза меньше внешней энергии.
Освещение
В чём заключаются нюансы организации в экодоме? В соблюдении всё тех же требований энергоэффективности и целесообразности.
На сегодня самые энергоэффективные лампы – светодиодные. От энергосберегающих ламп они отличаются среди прочего яркостью свечения: до 1000 лм при 13 Вт. Кроме того, светодиодные лампы почти совсем не нагреваются (всего лишь до 30,5 С°,в то время, как энергосберегающие лампы нагреваются до 81,7 С°), что значительно снижает риск пожара.
В контексте экологического жилища немаловажно и то обстоятельство, что светодиодные лампы, в отличие опять же от энергосберегающих, можно безопасно утилизировать, поскольку они не содержат ртуть, которая просачивается в воду и почву. В придачу к этому, материалы светодиодных приборов могут быть переработаны вторично.
Возможность естественного освещения
Красивый и экологичный способ освещения дома – дать спокойно распространяться едневному свету. Сделать это совершенно не трудно.
Освободите окна от тяжёлых штор и замените их, например, римскими жалюзи. Прекрасно подойдут и деревянных жалюзи, горизонтальные или вертикальные, или ставни.
В комнатах верхнего этажа можно устроить потолочные световые люки и слуховые окна, в прочих же комнатах можно задуматься об увеличении размеров оконных проемов. Если позволяет конструкция здания, ряд перегородок можно или вовсе устранить, или заменить на стеклянные. Например, стеклянные блоки пропускают свет и позволяют вместе с этим создавать перекрытия, способные нести нагрузку.
Использование органических материалов
Для экодома очень важны экологически чистые материалы. При чём это касается как материалов, из которых дом построен, так и декоративных элементов и бытовых приборов. Как правило, имеется ввиду предпочтение вторсырья, натуральных материалов и материалов, при производстве, равно как и утилизации, которых причиняется возможно меньший урон природе.
Говоря о натуральных материалах прежде всего мы имеем ввиду дерево, камень, землю, глину и солому. Внутри дома, построенного из них, всегда оптимальная влажность и естественно вентилируемый воздух (без ущерба для теплоизоляции).
Кроме того, натуральные материалы неподражаемо обаятельны и приятны, как элемент дизайна дома.
Зелень
Нельзя, кажется, помыслить настоящего экологического дома, в котором бы не было достаточно много зелени. Как известно, многие домашние декоративные растения очищают воздух, кроме того они создают особый настрой и стиль дома.
Нельзя забывать и о современной тенденции к устроению своего рода домашних огородов: часто вертикальных систем, в которых выспевают пряности и душистые травы, а иногда и овощи. Естественная пища и DIY – важные компоненты экологичного образа жизни.
Сбор дождевой воды
В среднем каждый человек расходует порядка 150 л питьевой воды в сутки. Это непозволительное в современном мире расточительство. Сократить объём потребляемой воды совсем не сложно, при чём без какого бы то ни было дискомфорта. В этом может помочь использование современных стиральных и посудомоечных машин, установка водосберегающей арматуры и кранов с ограничителем потока воды.
Нужно понимать, что большая часть совокупного объёма потребляемой чистой воды расходуется в хозяйственных целях, а не для питья и приготовления пищи. В туалете, ванной, для стирки и полива растений её можно заменить дождевой водой. Это обеспечит до 40-50% экономии расхода чистой воды.
Как правило, дождевая вода собирается в специальные резервуары по стокам с кровли. Наиболее приемлемыми с точки зрения экологии и гигиены собираемой жидкости считаются крыши, покрытые глиняной или бетонной черепицей, шифером или стеклом.
Ветрогенератор
Ветрогенератор или “ветряная мельница” – альтернативный источник экологически чистой энергии, который может стать серьёзным подспорьем в эко-хозяйстве. Это устройство обычно состоит из генератора, высокой башни с лопастями, которые вращаются, улавливая ветер, батареи и системы электронного управления.
На сегодня существуют проекты самых разнообразных конструкций этих устройств. Например, ветрогенераторы с вертикальной осью вращения более чем компактны. Так что при условии достаточно сильного и регулярного ветра в регионе такая установка может значительно сократить расходы на электроэнергию, заменив её собственным экологичным электричеством.
Основные требования при строительстве экологически чистого дома
Решаясь на такую авантюру, как строительство экодома, не лишним будет определить для себя некоторые ключевые принципы, которым следует неукоснительно следовать.
Ориентация по сторонам света позволит впоследствии сберечь энергию на освещении и отоплении. Все бытовые системы дома должны быть устроены на принципах энергосбережения: потреблять возможно меньше энергии, строго по необходимости.
Строительные материалы, системы вентиляции, отопления, канализация так же должны соответствовать требованиям экологичности. Предпочтение отдаётся “бесплатным” источникам тепла и энергии: солнечному свету, теплу, вырабатываемому бытовыми приборами. Кроме прочего, всё, что составляет “плоть” и наполнение дома, должно предполагать или допускать возможность повторного использования или переработки.
Заключение
Безусловно, дорогое и не простое предприятие. Но, с одной стороны, эксплуатация такого дома со временем окупает вложения на строительство, а с другой, ведь вопросы экологии нельзя рассматривать исключительно с утилитарной точки зрения – это сознательный жест, требующий некоторой самоотдачи.
Давайте вначале поговорим о том, какими качествами в целом должен обладать любой дом. Чего мы ожидаем от дома, в котором мы хотим жить, каким требованиям он должен отвечать.
Здесь можно выделить несколько аспектов:
1. Дом должен быть надежен.
2. Дом должен быть теплым. Когда зимой дом будет теплым, а летом прохладным, это здорово.
3. Дом должен быть, как минимум, не вреден для здоровья, а в нормальной ситуации он должен быть биопозитивным, то есть, улучшающим самочувствие. Это значит, что когда вы приходите домой уставший, вы с максимальной скоростью можете восстановить свои силы.
Здесь замечено уже давно и многократно, не мной замечено, а учеными, с проведением определённых тестов, измерений, фиксаций всевозможных параметров, что различные строительные материалы оказывают различное влияние на самочувствие человека.
Так, например, железобетон ухудшает субъективное ощущение жизненных сил в несколько раз. Люди в таких домах не могут выспаться нормально, у них постепенно развивается синдром хронической усталости. Потому что железобетон очень плотный, тяжелый материал, который не является дышащим, и не паропроницаем.
Плюс, это же клетка Фарадея, стальные прутья, которые армируют бетонную стену, фактически, создают клетку, в которой живут люди. Просто эта клетка скрыта слоем бетона. И вот эта самая клетка, она экранирует все естественные и позитивные излучения, которые в природе свободно должны проникать повсюду. И вместе с этим все электромагнитные загрязнения, которые находятся внутри такого дома, они могут усиливаться, искажаться и еще более негативно влиять на самочувствие. Это может быть незаметно сразу и явно, но когда вы долгое время находитесь в таком помещении, то бодрее вы не будете.
Другие материалы, такие как, например, обожжённый кирпич, они являются нейтральными. Они не влияют на здоровье ни в позитивную сторону, но и не оказывают особого отрицательного эффекта. В принципе, это хороший материал, которому уже много тысяч лет, и по этому параметру биопозитивности он просто нейтрален.
А другой материал – это дерево. Дерево дает некоторые плюсы. Когда я говорю о том, что этот материал дает минусы, а этот материал дает плюс, я имею в виду следующие эксперименты.
Может быть, вы слышали об эффекте Кирлиана. Кирлиан – это ученый, который, кстати, тоже наш земляк, краснодарец. Он впервые обнаружил способ фотографировать энергетическое излучение, которое окружает каждое тело, каждое существо, все живые объекты в природе. Я не могу точно передать, как это в физике работает, но очевидно, что можно увидеть так называемую аурограмму, то есть снимок энергополя, которое окружает человека. По качеству этого энергополя можно судить о том, какое влияние оказывают те или иные факторы на самочувствие человека.
В советское время даже КГБ разработали бесконтактный детектор лжи на основе этого эффекта. То есть, это действительно научные разработки, не кто-то, кто придумал в соседнем дворе какую-то забавную вещицу, это вполне объективный анализ. И вполне объективный эффект.
Так вот, проводили исследование, которое заключалось в следующем. Брали различные поверхности: железобетонная, кирпичная, деревянная и соломенная стена. Человек прислонялся спиной к такой поверхности, стоял там несколько минут, порядка пяти минут, и делали аурограмму, снимок ауры до и после. В результате обнаружили интересную закономерность. Когда человек находится у железобетонной стены, его биополе сжималось на четверть, поэтому я и говорил об отрицательном влиянии железобетона. У кирпичной стены биополе не изменялось в параметрах. Возле деревянной стены оно до пяти процентов усиливалось. А возле соломенной стены биополе увеличивалось до пятидесяти процентов.
Кстати, в современном мире есть такая вещь, как соломенная кровать. Да, это звучит забавно, но по факту то, что мы имеем в стенах, используется в виде матраца. Деревянный каркас, очень плотно упакованный соломой, определенным образом она там уложена, структурирована.
В этом году в Москве на ВДНХ проводили с помощью кроуноскопа – это официально сертифицированный медицинский прибор, который фиксирует аурограмму исследование. Так вот, у людей полежавших пятнадцать минут на соломенной кровати, был прирост биополя, от восьми до восьмидесяти процентов. У всех, без исключения, людей, а это были самые обычные люди. На ВДНХ – это обычные прохожие, которым предлагали провести такое независимое исследование. Они все, без исключения, даже за пятнадцать минут отдыха на такой кровати, замечали улучшение самочувствия. И вот такой же точно эффект присутствует в соломенных стенах, то есть весь дом окружает вас со всех сторон и усиливает ваш потенциал, и улучшает самочувствие.
Если говорить о материалах, из которых мы строим дома, то я уже упомянул о различном их влиянии на здоровье, но, говоря об экоматериалах, нужно также учитывать то влияние, которое эти материалы оказывают не только на наше тело и на наше самочувствие, но и на экологию в целом.
Так, например, в Европе существует термин «Уровень включенной энергии». И здесь имеется в виду то количество энергии, которое затрачивается на добычу ископаемых, транспортировку ископаемых, производство строительного материала, транспортировку материала к месту строительства, возведение дома и эксплуатацию дома. Вот это общее количество энергии, которое затрачено на материалы в совокупности и называется «уровень включенной энергии». То есть вся энергия, которая, в принципе, участвует в этом процессе.
Так вот, если сравнить строительство соломенного дома и кирпичного дома, из обожженного кирпича. Мы не берем даже сейчас во внимание железобетон или стальные какие-то конструкции, или пластиковые элементы. Мы просто будем сравнивать кирпич и солому.
Так вот, если вы берете солому на дистанции не далее 50 километров от вашего дома, транспортируете её, и если пиломатериал, лес также находится не запредельно далеко. То количество энергии, которая была затрачена на всех этапах в соломенном доме в тысячу раз меньше, чем в каменном. Вы только подумайте – в тысячу раз меньше энергии было потрачено на строительство соломенного дома по сравнению с кирпичным.
А теперь подумайте, что 58 % энергии в нашей стране, в России, тратится в сфере строительства. Какие колоссальные цифры. 58 % всей энергии в стране тратится на строительство. И в тысячу раз меньше энергии требуется на строительство соломенного дома, в сравнении с кирпичным.
С железобетонным домом еще больше разница. Это очень важный факт, потому что это не просто затрата энергии, но и влияние на экологию в процессе производства этой самой энергии. Сколько мазута было сожжено, сколько было затрачено других ископаемых, насколько был загрязнен воздух по пути, углекислый газ, выбросы. И есть очень много таких факторов.
Казалось бы, безобидный глиняный кирпич, обожженный. Всем привычный, совершенно нейтральный для здоровья. Но по пути этого кирпича из земли, когда он был необожженной глиной в стену вашего дома, мы уже получаем отрицательное влияние на экологию. Соломенный дом в тысячу раз меньше. Это очень важный фактор. Поэтому, говоря о экологии жилья и экодоме, обязательно важно учитывать то, какие материалы вы используете и как они влияют на окружающую среду. Это очень важно.
Что еще важно? Это то, сколько вреда наносит извлечение природных ископаемых из земли.
Когда мы добываем глину для строительства кирпичного дома, для того, чтобы произвести обожженный кирпич, нужно вырыть очень много глины из земли. Что остается после этой выборки? Остаются огромные котлованы, которые нарушают ландшафт, влияют на экологию. В любом случае, они изменяют пространство.
Когда мы говорим о соломе, то солома – это что такое? Это просто стебель, который остался после уборки урожая. Ежегодно в России вырастает количество соломы, достаточное для строительства 85 миллионов коттеджей. Вы только подумайте – 85 миллионов коттеджей можно строить ежегодно из того количества соломы, которое вырастает только в России. Сколько не нужно будет вырубить леса, сколько не нужно будет выкопать глины, сколько не нужно будет расплавить металла, перемолоть цемента, создать химических продуктов. Только если мы обратим свой взор к тому, что дает нам природа.
И, что еще хочется сказать об экодоме, конечно же, чем меньше обработки проходит материал на всех стадиях, тем позитивней его влияние на здоровье. Вы знаете, что оказываясь в лесу, в каком-то живом месте, мы набираемся сил, мы отдыхаем, наше самочувствие улучшается. Но, оказавшись в какой-нибудь урбанистической среде, где очень много шума, очень много ненужных веществ в воздухе, где огромное количество железобетона, асфальта, мы теряем силы. Это факт, всем известный. А дом – это то место, которое должно восстанавливать наши силы, которое должно давать хорошее самочувствие, хорошее настроение и оно очень сильно влияет на нас. Чем больше натуральных природных материалов будет в вашем доме, тем лучшим эффектом он будет обладать и лучше влиять на вас.
Все экостроительство держится на так называемых «зеленых» технологиях: это когда для создания здоровых и комфортных условий жизни используют разные природные факторы.
К «зеленым» технологиям относится бионическая архитектура, когда при проектировании применяют законы и формы живой природы; использование альтернативных источников энергии, таких как энергия солнца, ветра, воды; применение экологичных материалов, по большей части природных, которые создают здоровый микроклимат в доме и не наносят вреда окружающей среде при их утилизации.
Чем же отличается экодом от обычного? В нем должна быть комфортная атмосфера, он должен эффективно использовать энергию и не оказывать негативное воздействие на окружающую среду.
На первом месте – экономическая сторона вопроса. Пассивным или энергоэффективным принято называть дом с малым энергопотреблением. Дом должен быть устроен таким образом, чтобы терять как можно меньше тепла. Согласитесь, для России с ее долгими и сложными осенне-зимними условиями это очень актуально.
В идеале пассивный дом – полностью независимая энергосистема. Такой дом – сам обеспечивает себя теплом и светом. Тепло выделяют живущие в нём людьми, бытовые приборы, какое-то количество удается получить благодаря альтернативным источниками энергии.
Что необходимо для достижения таких показателей?
- Хорошая теплоизоляция всех частей здания. Особое внимание уделяют тонкой работе с так называемыми мостиками холода (стыки элементов, металлические части, углы здания), через которые обычно активно уходит тепло.
- Трехкамерные стеклопакеты с низким показателем теплопередачи.
- Система искусственной вентиляции с рекуператорами-теплообменниками. Принцип следующий: снаружи чистый воздух подается в постройку по трубе, проходит через теплообменник, где забирает часть тепла у выходящего воздуха, имеющего комнатную температуру, при этом воздушные потоки не перемешиваются, и в помещение поступает только свежий уличный воздух. Такие системы позволяют сохранить до 75% выпускаемого тепла.
- Использование возобновляемых источников энергии. Солнечные тепловые и фотоэлектрические системы, ветрогенераторы, геотермальные тепловые насосы являются компонентами пассивного дома и служат в качестве дополнительных источников энергии.
- Расчет правильной геометрии здания, особое зонирование, ориентация по сторонам света.
Результат: необходимость в отоплении пространства резко снижается. Пассивным можно назвать дом, потребляющий из рассчета 15 кВт/час на один квадратный метр в год. Это в 10–15 раз меньше, чем у традиционных зданий. И это далеко не единственное достоинство экостроений. Вот еще ряд преимуществ:
- Комфортный микроклимат. За счет рекуператоров в пассивных домах автоматически поддерживается комфортная для человека температура, влажность и особо чистый воздух. Рекуператор работает не только в режиме подогрева, но и охлаждения, и поддерживает комфортную температуру не только зимой, но и летом. К тому же весь воздух проходит через фильтр тонкой очистки EU7. Фильтры такого уровня используются в больничных палатах, при производстве лекарств, продуктов питания, в электронной промышленности и т.п. Все это благотворно влияет на наше самочуствие и здоровье.
- Выбирая пассивный дом, можно существенно сэкономить на стоимости земли. Так как речь идет о энергонезвисимой системе, нет необходимости подключаться к существующим коммуникациям. А значит можно приобрети участок земли не подключенный к коммуникациям, он обойдется гораздо дешевле. Кроме того, стоимость оборудования, необходимого для преобразования энергии возобновляемых источников зачастую дешевле, чем плата за подключение с существующим коммуникациям.
Технологии умного дома. Системы вентиляции автоматически контролируют температуру и расход воздуха, если в помещении нет людей они переходят в экономичный режим работы. Автоматически регулируется подача тепла и горячей воды от нескольких источников. Такое повышение интеллектуального коэффициента пассивного дома сближает его с «умным домом», где автоматика настраивает работу всех инженерных систем в соответствии с заданными параметрами.
Эксперты «Строительной компании номер один» провели анализ затрат на строительство различных типов традиционных домов и сравнили с линейкой эко домов от «СКН1». А также сделали расчеты эксплуатационных затрат на 10, 20 и 50 лет. Затраты рассчитывались по тарифам 2013 года. Стоимость ремонтно-строительных работ, материалов, коммуникаций и оборудования – среднерыночная на 2013 год. Для рассчета условно взяли дома одной площади 150 м 2 . Результаты представлены в таблицах.
Сравнительная таблица стоимости возведения и эксплуатации по тарифам 2013 года различных типов домов, предназначенных для круглогодичного проживания
* – значок означает, что дом используется для проживания, как в летнее, так и в зимнее время.
Сравнительная таблица стоимости возведения и эксплуатации по тарифам 2013 года различных типов домов, предназначенных для проживания весной, летом и осенью.
О понятии «зеленый дом» (иногда еще называют «умный дом») говорят во всем мире. Преимущества таких домов неоспоримы: они используют минимальное количество ресурсов, выбрасывают минимум токсичных веществ и оздоровляют этим окружающую среду, да к тому же не требуют коммунальных платежей. Но к самому понятию «зеленый дом» в разных местах относятся по-разному.
«Зеленый дом» в России
Как понимают этот термин у нас? Услышав это определение, большинство россиян представляют себе суперсовременный богатый дом, в котором установлена автоматическая система, управляющая микроклиматом, по всему дому расположены дорогие управляющие панели, а системы дома реагируют чуть ли не на мысли хозяина об изменении их работы. Короче – только для богатых.
«Зеленый дом» в Европе
Здесь не рассуждают о богатстве и престижности, а понятие «умного дома» говорит прежде всего о его экономичности. Средний класс в Европе бережливый и системы энергоэффективности устанавливают уже далеко не в самые богатые дома.
В Германии, к примеру, ставят датчики движения, выключающие освещение, если в помещении нет людей, теплую воду хранят в термосах, а нагревают ее солнечными батареями. В результате удается вдвое сократить расход электроэнергии.
Может быть, практичность подхода к понятию «Зеленый дом» вызвана тем, что в странах Европы о проблемах экологии говорят уже более двадцати лет и не только говорят, но и разрабатывают пути экологически чистого сосуществования с природой. В результате в сознании граждан закрепились в качестве определяющих понятия необходимости сбережения электроэнергии в бытовых условиях.
У нас до такого подхода еще далеко, но есть энтузиасты, которые своими силами делают свои дома «умными». Устанавливают коллекторы, в которых воду нагревает солнце, собирают дождевую воду и подогревают ее. Хорошо бы собрать информацию подобных умельцев о том, какие именно «зеленые» энергосберегающие решения ими разработаны, изготовлены и успешно используются.
Пассивный дом , энергосберегающий дом или экодом (нем. Passivhaus , англ. passive house ) - сооружение , основной особенностью которого является низкое энергопотребление за счёт применения пассивных методов энергосбережения . Пассивный дом потребляет среднем примерно 10 % от удельной энергии на единицу площади, потребляемой большинством традиционных зданий.
В условиях роста цен на электричество и тепло, остро стоит вопрос эксплуатационных затрат на жилье. Показателем энергоэффективности объекта служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или в отопительный период . В среднем обычное здание в условиях Германии потребляет 100-120 кВт·ч/м². Энергосберегающим считается здание, где этот показатель ниже 40 кВт·ч/м² . Для пассивных домов этот показатель ещё ниже - порядка 10 кВт·ч/м².
Достигается снижение потребления энергии в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания.
Архитектурная концепция пассивного дома базируется на принципах: компактности, качественного и эффективного утепления, отсутствия мостиков холода в материалах и узлах примыканий, правильной геометрии здания, зонировании, ориентации по сторонам света. Из активных методов в пассивном доме обязательным является использование системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией .
В идеале, пассивный дом должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми и бытовыми приборами. При необходимости дополнительного «активного» обогрева, желательным является использование . Горячее водоснабжение также может осуществляться за счёт установок возобновляемой энергии : тепловых насосов или солнечных водонагревателей . Решать проблему охлаждения/кондиционирования здания также предполагается за счет соответствующего архитектурного решения, а в случае необходимости дополнительного охлаждения - за счет , например, геотермального теплового насоса .
Иногда определение «пассивный дом» путают с системой «умный дом », одной из задач которой является обеспечение контроля энергопотребления здания. Также отличается система «активного дома », которая помимо того, что мало тратит энергии, ещё и сама вырабатывает её столько, что может не только обеспечивать себя, но и отдавать в центральную сеть (дом с положительным энергобалансом).
История
Развитие энергосберегающих зданий
Развитие энергосберегающих построек восходит к исторической культуре северных и сибирских народов, которые стремились построить свои дома таким образом, чтобы они эффективно сохраняли тепло и потребляли меньше ресурсов. Материало- и энергосберегающая круглая форма жилищ (чум , юрта и т.п.), а также оболочка из эффективных теплоизоляционных материалов (шкуры животных, войлок) являются прообразами технологии пассивного дома. Классическим примером техники повышения энергосбережения дома является русская печь , отличающаяся толстыми стенками, хорошо сохраняющими тепло, и оснащённая дымоходом с системой оборотов.
К современным экспериментам повышения энергосбережения зданий можно отнести сооружение, построенное в 1972 году в городе Манчестер в штате Нью-Гэмпшир (США). Оно обладало кубической формой, что обеспечивало минимальную поверхность наружных стен, площадь остекления не превышала 10 %, что позволяло уменьшить потери тепла за счёт объёмно-планировочного решения. По северному фасаду отсутствовало остекление. Покрытие плоской кровли было выполнено в светлых тонах, что уменьшало её нагрев и, соответственно, снижало требования к вентиляции в тёплое время года. На кровле здания были установлены солнечные коллекторы .
Конструкция
Для строительства, как правило, выбираются экологически корректные материалы, часто традиционные - газобетон , дерево, камень, кирпич . В последнее время часто строят пассивные дома из продуктов переработки неорганического мусора - бетона , стекла и металла. В Германии построены специальные заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий.
Теплоизоляция
Фотография в инфракрасных лучах показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева).
Ограждающие конструкции (стены, окна, крыши, пол) стандартных домов имеют довольно большой коэффициент теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, тепло-потери обыкновенного кирпичного здания - 250-350 кВт·ч с 1 м² отапливаемой площади в год.
Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей - не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется высокоэффективная наружная теплоизоляция ограждающих поверхностей. Внутренняя теплоизоляция нежелательна так как это снижает термическую инерционность помещений и может привести к значительным внутрисуточным колебаниям температуры, например, при поступлении солнечного тепла через окна. С точки зрения теплофизики также наиболее эффективно применять теплоизоляцию снаружи, так как в этом случае несущие конструкции находятся всегда в зоне положительных температур и оптимальной влажности, что выводит точку росы за их пределы. Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт·ч в год на 1 м² отапливаемой площади - практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.
Окна
Потери тепла через окна делятся на радиационный (излучение в инфракрасном диапазоне из дома наружу), конвекционный (газ в межстёкольном промежутке) и теплопроводный (газ, стёкла и переплёт) перенос тепла. На долю радиации приходится две трети потерь тепла, остальное на долю конвекции и теплопроводности. В пассивном доме используются усовершенствованные энергосберегающие окна. Герметичные стеклопакеты, 1-камерные (два стекла) или 2-камерные (три стекла), заполнены низкотеплопроводным аргоном или криптоном с тёплой дистанционной рамкой (полимерная или пластиковая вместо металлической, являющейся мостиком холода). Одно из стёкол стеклопакета с внутренней стороны покрыто селективным покрытием (I-стекло или K-стекло) сокращающим радиационные потери. Применяются более тёплые многокамерные профили для изготовления переплёта. Также стёкла в ряде случаев закаливаются с целью избежания разрушения при тепловом шоке. Иногда для дополнительной теплоизоляции на окнах устанавливают ставни, жалюзи или шторки.
Установка рольставень (роллет) позволяет увеличить тепловое сопротивление оконного блока на 20-30 % (сопротивление теплопередаче роллетной конструкции может быть 0,18 - 0,27 м 2 К/Вт).
Самые большие окна направлены на юг (в северном полушарии) и приносят зимой в среднем больше тепла, чем теряют. Ориентирование окон на восток и запад сводится к минимуму для снижения затрат энергии на кондиционирование летом.
Регулирование микроклимата
На сегодняшний день технология строительства пассивных домов 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 обычных домах.
Вентиляция
Стоимость
В настоящее время стоимость постройки энергосберегающего дома примерно на 8-10 % больше средних показателей для обычного здания. Дополнительные затраты на строительство окупаются в течение 7-10 лет. При этом нет необходимости прокладывать внутри здания трубы водяного отопления , строить котельные, ёмкости для хранения топлива и т. д.
Стандарты
В Европе существует следующая классификация зданий в зависимости от их уровня энергопотребления:
- «Старое здание» (здания построенные до 1970-х годов) - они требуют для своего отопления около трехсот киловатт-часов на квадратный метр в год: 300 кВт·ч/м²год.
- «Новое здание» (которые строились с 1970-х до 2000 года) - не более 150 кВт·ч/м²год.
- «Дом низкого потребления энергии» (с 2002 года в Европе не разрешено строительство домов более низкого стандарта) - не более 60 кВт·ч/м²год.
- «Пассивный дом» - не более 15 кВт·ч/м²год.
- «Дом нулевой энергии» (здание, архитектурно имеющее тот же стандарт, что и пассивный дом, но инженерно оснащенное таким образом, чтобы потреблять исключительно только ту энергию, которую само и вырабатывает) - 0 кВт·ч/м²год.
- «Дом плюс энергии» или «активный дом» (здание, которое с помощью установленного на нём инженерного оборудования: солнечных батарей, коллекторов, тепловых насосов, рекуператоров, грунтовых теплообменников и т. п. вырабатывало бы больше энергии, чем само потребляло).
Директива энергетических показателей в строительстве (Energy Performance of Buildings Directive), принятая странами Евросоюза в декабре 2009 года , требует, чтобы к 2020 году все новые здания были близки к энергетической нейтральности.
В ряде европейских стран (Дания , Германия , Финляндия и др.) разработаны специальные целевые государственные программы по приведению всех объектов регулярной застройки к условно-пассивному уровню (дома ультра-низкого потребления - до 30 кВт·ч/м³ в год).
В России и странах СНГ
В России энергопотребление в домах составляет 400-600 кВт·ч/год на квадратный метр. Этот показатель предполагается снизить к 2020 году на 45%.
