Нулевой дом, или пассивный дом
______________________________________________________________________________
Нулевой дом, или пассивный дом (англ. passive house) – энергоэффективное здание, соответствующее наивысшему стандарту энергосбережения в мировой практике индивидуального и многоэтажного строительства.
В большинстве стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома. Не вдаваясь в мелкие подробности, рассмотрим общие положения.
«Нулевой дом», «пассивный дом», «зеленый дом», - под этими названиями подразумевается дом, который органично встроен в окружающую природу, не наносит ей вреда и, в то же время, с помощью новых технологий способен обеспечить своих обитателей всеми жизненно необходимыми ресурсами. Также такой дом считается «умным», - из-за автоматической электронной системы контроля за поступлением и использованием его энергоресурсов. Эта же система заботится об удобстве и безопасности его обитателей.
В таком доме нет необходимости в применении традиционных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, одной из особенностей такого дома является его частичная или полная (в идеале) независимость от сетей централизованного электро-газо-водо-снабжения.
Незначительное отопление требуется лишь в период отрицательных температур.
В идеале пассивный дом является независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры воздуха и воды. Для пассивного дома энергопотребление составляет около 10% от удельной энергии на единицу объема, потребляемой большинством современных зданий.
Материалами для строительства служат экологически корректные материалы, чаще всего традиционные: дерево, камень, кирпич. Хотя, в последнее время пассивные дома зачастую строят из продуктов рециклизации неорганического мусора – бетона, стекла и металла.
Пассивные дома автоматически поддерживают комфортную температуру и влажность: воздушная атмосфера соответствует 50% относительной влажности, +20оС и зимой и летом. В таком доме всегда свежий воздух без пыльцы и загрязнений, насыщенный кислородом, соответствующий норме EU 7 (особо чистый). Идеальное жилище для аллергиков. Человек начинает ощущать комфорт, с первых же минут пребывания в этом доме.
Где впервые появился такой дом?
Впервые схему оборудования пассивного дома предложили в мае 1988 г. доктор Вольфганг Файст, основатель «Института Пассивного дома» в Дармштадте (Германия), и профессор Бо Адамсон из Лундского университета (Швеция). В 1996 г. в городе Дармштадт был создан «Институт Пассивного дома». Его экспертам принадлежат основные разработки в сфере строительства энергоэффективных зданий. Они же определили стандарт, согласно которому потери тепла на таких объектах не должны превышать 15-25 кВт/час на 1 кв. м отапливаемой площади в год (для обычного кирпичного дома нормой считается 200-300 кВт/час на «квадрат»).
В 1999 г. в городе Фрайбург в Брайсгау, Германия был построен первый пассивный дом на несколько семей.
Энергосберегающий дом в г. Фрайбург
Главным двигателем идеи была экономия энергоресурсов. Позже к числу ее сторонников присоединились экологи, приветствующие сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу и использование энергии солнца, ветра, тепла земли в качестве альтернативных источников.
Как построить пассивный дом?
Для строительства Пассивного дома нужны специальные знания, как на стадии проектирования, так и на стадии строительства. Пассивный дом рассчитывается (по программам, апробированным в Европе) по всем параметрам коробки здания и инженерного оборудования как единая энергетическая система. Программа учитывает многочисленные моменты и детали, оказывающие влияние на термостатирование здания. Точность программы позволяет минимизировать расчётные теплопотери здания и выбрать наиболее оптимальные строительные конструкции и инженерное оборудование.
Основные принципы, соблюдаемые при создании пассивного дома:
Рис.1. Утепление наружных стен пассивного дома
Теплопотери через фундамент сокращают:
- теплоизоляцией фундамента снаружи по всей высоте; установкой горизонтальной наружной теплоизоляции по периметру дома у нижней кромки опоры фундамента; установкой фундаментных блоков на песчанную подушку; применением схемы укладки плиты первого этажа на грунт через сэндвич: песчанная подушка, гидроизоляция, толстый утеплитель; фундаментные блоки над поверхностью должны иметь теплоизоляцию снаружи и изнутри.
При такой схеме зона промерзания грунта будет находиться на значительном расстоянии от дома и утечки тепла через подпол будут гораздо меньше. Аналогичным образом решаются проблемы сокращения теплопотерь при обустройстве подземных помещений.
Также производится устранение мостиков холода в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.
Теплопотери нулевого дома близки к нулю.
При тех же условиях обычный дом «отапливает» улицу.
Такому дому не страшны и неожиданные перебои зимой с электроснабжением. При температуре за окном -15°С Пассивный дом остывает всего на 1°С за сутки. Настолько эффективного теплосбережения удается добиться благодаря аккумулирующим тепло массивным несущим стенам, железобетонным плитам пола первого этажа, а также межэтажным перекрытиям.
Очень хорошие окна.
Профиль окна пассивного дома обязан соответствовать теплотехническим стандартам. В пассивном доме используются вакуумные стеклопакеты; применяется более герметичная конструкция примыкания окон к стенам, утепляются оконные проёмы. Стёкла обрабатываются особым образом - закаливаются во избежание теплового шока, покрываются диоксидной солнцеотражающей и энергосберегающей плёнкой.
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.
Освещение внутреннего пространства происходит за счет естественного солнечного освещения (рис. 3) и электроэнергии, выработанной ветрогенераторами, солнечными панелями и т. д.
Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми и бытовыми приборами (эффект аккумуляции тепла). При необходимости дополнительного «активного» обогрева, желательным является использование альтернативных источников энергии.
Пассивный дом отапливается электрическими конвекторами. По желанию дом можно оснастить любыми дополнительными источниками энергии, такими как: камин, печь, тепловой насос, солнечный коллектор для нагрева воды, ветряная электростанция, солнечные батареи, низкопотенциальная тепловая энергия земли.
Вентиляция. В пассивном доме устанавливается приточно-вытяжная вентиляция с очисткой впускаемого воздуха и рекуперацией тепла.
рис. 2. Схема приточно-вытяжной вентиляции
Энергоэффективные архитектурно-планировочные решения (применяются на стадии проектирования и строительства):Ландшафтно-планировочные (правильная ориентация здания по сторонам света и розе ветров):
- Ветрозащита северной глухой стороны здания, закрытость этой стороны: зеленые насаждения, лес, другое здание и т. п.; Открытость объема здания с юга, отсутствие затенения южного фасада. Соседние здания должны находиться на таком расстоянии, чтобы солнце в самой нижней точке 21 декабря попадало на первый этаж, так как солнце всего нужнее именно в зимнее время. При строительстве в городе пассивных домов они уже должны быть предусмотрены в плане города.
Объёмно-планировочные
- Максимальная компактность здания
- Компактность — это соотношение площади ограждающих конструкций (оболочки здания) и всего объема здания (его полезной площади). Чем меньше площадь ограждающих конструкций по отношению к полезной площади здания, тем компактнее оно;
- Выбор энергоэффективной геометрической формы строения
- По возможности полное отсутствие эркеров, внутренних углов, балконов и т. п. Идеальной считается максимальная приближенность формы здания к самой компактной: полушару, стоящему срезом на земле.
- Зонирование помещений дома: разделение на буферные и жилые зоны; энергетически правильное их расположение:
а) вспомогательные помещения располагаются с севера в качестве буферных зон
б) расположение жилой зоны на юго-востоке
в) расположение зимних садов с южной стороны
- наличие наружной летней солнцезащиты в виде выступающих архитектурных элементов: эркеров, карнизов, балконов, террас, затеняющих светопрозрачные конструкции и не дающие попадать лучам высокого летнего солнца в здание.
Рис.3. Наружная солнцезащита
Примечание: этот пункт не должен вступать в противоречие с требованием к компактности плана (то есть, компактности именно "теплого" объема здания). Защита от солнца - это архитектурные элементы, а не "вычурность" плана дома. Солнцезащитные элементы имеют, как правило, свою собственную несущую конструкцию и отдельный фундамент, так как являются "холодными" (не утепленными) и находятся снаружи от утепленной оболочки здания.
На рис.3 показано, как применены объемно-планировочные принципы, на примере типового пассивного дома (арх. Т.Эрнст). Видно, как проникают в дом лучи низкого зимнего солнца, при этом выполнена защита от летнего перегрева (с помощью свеса кровли, а также навеса террасы). Также видно, что буферные помещения дома расположены с северной стороны.
Рис. 4
Пример применения основных ландшафтно-планировочных и некоторых объемно-планировочных принципов
На рис.4 видно, как применены эти принципы, на примере пассивного дома под Черниговом (арх. Т. Эрнст). План дома компактный. С южной стороны выполнено полное остекление. Северный фасад глухой, без окон, со стороны северного фасада внутри дома расположены буферные зоны. С севера дом защищен деревьями, с юга - полностью открыт.
Во время холодной зимы эксплуатация двухэтажного пассивного дом площадью 160 кв. м обойдется в 14500 кВт, в том числе 9200 кВт на отопление. Расходы в месяц составят порядка 935 рублей. А если использовать по ночам электрические тепловые аккумуляторы затраты сразу снизятся до 700 рублей в месяц. При этом расходы в сблокированных зданиях еще ниже.
Единственное в чем нуждаются такие дома, – электроснабжение в рядовом объеме (10 кВт на квартиру или дом) и водоснабжение. Этого вполне хватает для горячего и холодного водоснабжения, вентиляции, приготовления пищи, кондиционирования и отопления.
Горячее водоснабжение происходит за счет установок возобновляемой энергии, например, солнечных коллекторов, тепловых насосов и термовихревых установок.Помимо всего прочего, нулевые дома очень комфортны и экологически благоприятны для человека. В них автоматически поддерживается оптимальная температура, влажность и чистота воздуха, что превращает жизнь в такого рода домах в удовольствие: всегда свежий, чистый и теплый воздух, тёплый пол (без искусственного подогрева) и теплые стены.
Мы более 50% своей жизни проводим в собственном жилье, а такая комфортная среда обитания внутри пассивного дома, благотворно влияет на здоровье человека, и способствует продлению его жизни.
В целом нулевые дома сейчас – это наиболее удобные, наиболее современные и наиболее эффективные типы зданий.
Наибольшим практическим опытом реализации проектов нулевых домов обладают страны Западной Европы. На сегодняшний день там построены тысячи подобных сооружений.
Популярность Пассивных домов растет в Европе еще и потому, что в западной прессе появились многочисленные отзывы о пользе таких домов для людей, страдающих от аллергии. Свою роль сыграло и снижение стоимости строительства пассивных домов до уровня стоимости обычных домов, что стало возможным с развитием массовости строительства, а также благодаря совершенствованию технологий инженерного оборудования и строительства.
При выработке энергии меньшей, чем необходимо для потребления, здание называется домом с почти нулевым потреблением (англ. near zero-energy building).
Концепция энергоэффективных и пассивных домов является на сегодняшний день самой перспективной. С 2019 года в Европе можно будет строить дома только нулевого энергопотребления.
При этом дома нулевой или плюс энергии не отличаются от пассивного стандарта своими архитектурно-планировочными решениями и принципами строительства. В них увеличивается только объем и мощность инженерного оборудования на основе альтернативных источников энергии.
пассивный дом в Англии
пассивный особняк во Франции
Смотреть видео: энергоэффективность в Дании
http://www. /watch? v=Kxyxv29xJAw&feature=player_embedded
А что же в нашей стране? Реализация этого направления строительства началась сейчас и в России.
Источники:
http://null-dom. ru/null-dom/about-null-dom/
http:///alternativnaya-energiya/chto-takoe-passivnyiy-dom/
http://www. /faq/
http://www. ecoteco. ru/?id=21
http://domrab. ucoz. ru/index/nulevoj_dom_passivnyj_dom/0-6
http://www. /statyi/proyektirovaniye-i-planirovka/passivny-dom-ponyatiye-i-osnovnye-principy-proyektirovaniya-passivnogo-doma/
http://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%BE%D0%BC
