При всех достоинствах энергосберегающих технологий их внедрение на первых порах стоит недешево. Однако большие капитальные затраты быстро окупаются за счет низких эксплуатационных расходов
Сегодня все чаще мы слышим об использовании концепции пассивного дома. Мы успели ознакомиться с некоторыми необходимыми для него элементами (солнечные коллекторы, воздушные рекуператоры и т. д.). Однако посмотрим на этот дом будущего в целом. Технические приемы, которые помогают ему обходиться минимумом вырабатываемой энергии и по максимуму получать ее из окружающей среды, с успехом могут быть применены и в отдельной квартире
Отапливаемся... кошками
В пассивном доме расход энергии на отопление сводится к минимуму благодаря использованию внутренних источников тепла, современных энергосберегающих технологий и эффективных теплоизоляционных материалов. Если тарифы на энергоресурсы растут быстрее доходов населения (это вопрос к политикам и энергетическим монополистам), то приходится всеми способами сокращать расходы на обогрев жилища, а это уже дело самих жильцов. Концепция пассивного дома способна им в этом помочь. Кроме того, за счет использования внутренних источников энергии и применения экологически чистых материалов пассивный дом безопасен для окружающей среды и здоровья людей.
Эту концепцию более 20 лет назад разработал американский исследователь Дэвид Орр. Ее основные идеи таковы:
1) применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче для сокращения непродуктивных потерь тепла;
2) организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров, использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне;
3) использование природных источников энергии для отопления и горячего водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).
Одна из самых наглядных иллюстраций - так называемый солнечный дом, который отличают большая площадь остекления окон с южной стороны и солнечные батареи на крыше, накапливающие энергию для хозяйственно-бытовых нужд.
Как может пассивный дом обходиться без отопления? Это возможно благодаря рациональному использованию источников тепла и энергии самого дома и окружающей его территории. Источников тепла в жилом доме немало: кухонная плита, работающие бытовые электроприборы, электрические светильники или, например, кошка. Ну да, ведь тепло выделяют также люди и животные! Даже спокойно сидящий человек вырабатывает тепло с мощностью 120 ватт. В сумме все эти источники тепла дают величину, сравнимую с мощностью систем отопления.
В теории интенсивность внутреннего тепловыделения в жилых домах принимается на уровне 10 Вт на 1 кв. м (системы отопления дают 50- 80 Вт на 1 кв. м), но на практике она может быть и больше. Этого достаточно для обогревания жилища в период, пока среднесуточная температура еще не достигла отметки 8 градусов, ниже которой обычно включаются системы отопления.
Германский опыт
Наибольший практический опыт в реализации проектов пассивных домов накоплен в Германии. Здесь построили первый в Европе такой дом со следующими особенностями:
1) непрерывная изолирующая оболочка здания из высокоэффективных теплоизоляционных материалов;
2) современные оконные системы;
3) механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха;
4) грунтовый теплообменник для предварительного подогрева воздуха с использованием тепла грунта.
Годовой расход тепла такого дома составляет менее 15 кВт/час на 1 кубический метр, тогда как на отопление обычного дома в климате, аналогичном нашему, требуется раз в 20 больше (отметим, правда, что в Германии климат существенно более мягкий). Кроме всех прочих способов теплоизоляции стен, пола, крыши, применяется тройное остекление. Воздухообмен осуществляется вентиляционной установкой с рекуперацией тепла. Источниками электрической и тепловой энергии служат солнечные коллекторы, фотоэлементы и миниатюрная ТЭЦ на природном газе.
Из дома с пониженным энергопотреблением, достигаемым за счет усиленной теплоизоляции, пассивный дом превратился в источник доходов: установленные на доме модули солнечных батарей или коллекторов производят больше энергии, чем расходуют. Излишки электричества поступают в местную электросеть.
Просто так взять и перенести к себе немецкие или скандинавские проекты пассивных домов невозможно из-за больших различий в климате. Тем не менее отдельные принципы энергосбережения можно позаимствовать.
Материалы и конструкции пассивного дома
Для теплоизоляции стен наиболее эффективными и долговечными признаны системы наружного утепления. Это вентилируемые навесные фасады и системы фасадного утепления со штукатурным слоем. Разработано немало фасадных систем на основе таких современных теплоизоляционных материалов, как каменная вата. Достаточно лишь точно рассчитать необходимую толщину теплоизоляционного материала для конкретных климатических условий.Но даже современные системы фасадного утепления не решает проблему теплопотерь полностью. Наиболее слабым в этом смысле участком стены являются окна: на них приходится около 30- 40% суммарных потерь тепла. Поэтому в концепции пассивного дома важное место занимает использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты. Современные прозрачные для света конструкции не только изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью (в первую очередь, поливинилхлорида), но и конструктивно устроены так, чтобы обеспечивать максимальную теплозащиту. Для этого предусмотрены герметичные стеклопакеты, не менее двух контуров уплотнений между рамой и створками, а также наличие воздушных камер в профилях, из которых собираются окна.
Для пассивных домов в той же Германии вполне подходят пятикамерные системы с монтажной шириной профиля 70 мм, обладающие высокими показателями по тепло- и шумоизоляции. В таких оконных системах можно не только применять энергосберегающие стекла, но и просто установить стеклопакет большей толщины (до 42 мм).
Рекуперацию мы рассматривали уже достаточно подробно, поэтому лишь напомним, что на вытяжную вентиляцию в обычном доме приходится от 30 до 70% потерь тепла.
Следовательно, приточно-вытяжные устройства с рекуператорами являются непременным атрибутом пассивного дома. Современное оборудование, помимо рекуперации тепла, может улучшать гигиенические характеристики воздуха: оно не только дезинфицирует, но и озонирует его. Автоматические системы вентиляции регулируют температуру и расход воздуха, а также переходят в экономный режим работы при отсутствия людей в помещении. Таким образом, пассивный дом сближается с умным домом, где автоматика регулирует работу всех инженерных систем.
Дальнейшая эволюция пассивного дома, очевидно, связана с более широким использованием возобновляемых и нетрадиционных источников энергии. Такими альтернативными источниками служат биореакторы, которые из органической массы (зерновые культуры, силос и пр.) вырабатывают метан, идущий на отопление дома.
При всех достоинствах энергосберегающих технологий их внедрение на первых порах стоит недешево. Однако большие капитальные затраты быстро окупаются за счет низких эксплуатационных расходов.
Владимир ОРЕХОВСКИЙ
