Технологии проектирования и строительства энергоэффективных зданий passive house
г. Москва, ЦВК «Экспоцентр», павильон «Форум»
Приглашаем Вас посетить специальный раздел выставки «Passive House» в рамках 18-й Международной Выставки HI-TECH Building 2019, а также 22-ю конференцию по пассивным домам «Passive House», которая посвящена проектированию и технологиям строительства и оснащения зданий с низким потреблением энергии и пассивных домов.
Стандарт пассивного дома применим для любого вида строительства и любых климатических условий. Благодаря массивной теплоизоляционной оболочке без тепловых мостов, высокоэффективным оконным конструкциям, низким показателям по воздухопроницаемости, а также эффективной системе вентиляции с рекуперацией тепла и влаги, достигается крайне низкое потребление энергии на отопление / охлаждение. Комфортный внутренний микроклимат получается за счет равномерного распределения температуры внутри дома, отсутствия плесени и сквозняков. Благодаря низкому энергопотреблению, Вы получите значительную экономию на отопление и охлаждение дома. Доступные решения для энергоэффективного строительства будут представлены на экспозиции и в рамках конференции.
Посещение бесплатное. Необходимо зарегистрироваться.
Основные темы конференции и экспозиции:
• принципы проектирования и строительства пассивных домов и зданий с низким энергопотреблением;
• энергосберегающие строительные технологии и системы;
• теплоизоляция, фасадные системы, экологические строительные материалы;
• специальное остекление, энергоэффективные окна и двери;
• проектирование без тепловых мостов;
• создание воздухонепроницаемой оболочки;
• системы вентиляции с рекуперацией тепла;
• системы отопления и охлаждения, водоснабжения;
• системы автоматизации и управления;
• использование возобновляемых источников энергии;
• примеры построенных объектов в России;
• информация по проектированию, программы, техническая литература.
Пассивное домостроение: обзор энергоэффективных строительных и инженерных решений
Реалии жизни в РФ заставляют владельцев загородной недвижимости думать на перспективу. Один из главных вопросов, — как дешево отопить коттедж и сократить затраты на энергоносители. Один и вариантов — возвести энергоэффективный или пассивный дом. Скажите, что это — дорого? Необязательно использовать весь комплекс решений, пришедших к нам с Запада. Главное — адаптировать их технологии под наши реалии. Из нашей подборки вы узнаете, как построить пассивный дом в России, выгодно ли отопление тепловыми насосами, как дешево отапливаться электричеством и многое другое.
Статьи:
Пассивный дом по-русски: конструктив и инженерные решения. Для большинства частных застройщиков, коттедж с предельно низким энергопотреблением — что-то из области фантастики. Дорого. Сложно. Неизвестно, окупится ли когда-нибудь. Рассмотрим такой дом изнутри и сделаем вывод — стоит ли его возводить в России.
Реальный опыт эксплуатации теплового насоса «воздух-вода» в климате России. На первый взгляд кажется, что это — неоправданно дорогое решение и воздушный тепловой насос будет неэффективно работать зимой. Проверим, так ли это, на примере пользователей FORUMHOUSE, которые установили у себя в доме тепловые насосы.
Выгодно ли строить энергоэффективный дом? Всё большее количество застройщиков задумывается о строительстве энергоэффективного дома. Но, стоит ли овчинка выделки? Настало время понять, как рассчитать экономическую целесообразность возведения такого коттеджа.
Дешевое отопление загородного дома электричеством. В материале — реальный опыт пользователя портала, который тратил на отопление коттеджа зимой 1500 руб. в месяц, нагревая воду в теплоаккумуляторе для теплого пола по ночному тарифу электрическими ТЭНами.
Утепление частного дома. Ищем универсальный утеплитель. В статье: типы утеплителей, чего им не хватает, стоит ли использовать экологичные утеплители и как выбрать идеальную теплоизоляцию для своего дома.
Видео:
Пассивный дом в нормандском стиле как из сказки. Считается, что энергоэффективный дом — всегда каркасник. Разрушим это утверждение! В видео, коттедж, как из сказки, с предельно низким энергопотреблением, построенный по технологии монолитного железобетонного строительства.
Необычные детали концепции комфортного дома. В чём суть концепции комфортного дома? Это — набор характеристик, позволяющих сделать жильё максимально энергоэффективным, безопасными и эргономичным. Посмотрите на примере одного из объектов, нюансы такого подхода к строительству.
Пять принципов пассивного дома: пройти путь без ошибок. Герой этого видео озадачился вопросом строительства энергоэффективного дома для своей семьи. Для этого пришлось подбирать все элементы «коробки», проверить её герметичность, теплоотдачу и другие характеристики, соответствующие нормам пассивного домостроения. Как пользователь решил эти задачи, он рассказывает в нашем сюжете.
Реальный дом по технологии пассивного домостроения. Основы строительства. Сюжет посвящен дому, возведённому по концепции пассивного домостроения. В видео показан реальный коттедж. Даны комментарии как от хозяина, так и от специалиста-проектировщика об устройстве теплоизоляционного контура с учетом энергоэффективных технологий.
Уникальные технологии пассивного дома. Этот энергоэффективный дом вобрал в себя множество интересных решений, применяемых в строительстве пассивных зданий. Многие из них уникальны и использованы здесь впервые.
Темы на форуме:
Пассивный дом. В теме, пользователи FORUMHOUSE, высказывают своё мнение, спорят и размышляют о проблемах и целесообразности строительства пассивных домов в условиях нашего климата.
Пассивный дом в Чеховском районе, Московская область. В теме подробно рассказывается об этапах строительства просторного коттеджа с предельно низким энергопотреблением. Показаны инженерные системы и обсуждаются узлы этого пассивного дома.
Энергоэффективный дом в нормандском стиле. Детальный рассказ пользователя портала о том, как он построил энергоэффективный монолитный дом. От выбора утеплителя до монтажа инженерных систем.
Воздушные тепловые насосы – статистика. Когда стоишь перед выбором и сомневаешься, то надо опираться на реальный опыт. В теме собрана статистка потребления электрической энергии воздушными тепловыми насосами, на основании которой можно рассчитать их экономическую рентабельность.
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ ПАССИВНЫЙ ДОМ: ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВО И ОСОБЕННОСТИ
Наука не стоит на месте и с каждым днем люди стараются придумать более эффективный и в то же время экономичный способ отопления своих домов. Например, в Германии сейчас действует такая система отопления: в частных домах — свои котельные, а в многоквартирных домах — отдельное газовое оборудование, которое греет воду для батарей.
В Европе одним из основных трендов в развитии жилищного строительства становится создание пассивных домов. Основные их преимущества — минимальные затраты на отопление и здоровый микроклимат.
Пассивный дом — сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление. В большинстве развитых стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома.
Пассивные дома — это достаточно новый стандарт для жилых строений. Благодаря утеплению и герметизации оболочки здания затраты на отопление в нем ничтожно малы и нет нужды в привычных системах отопления. Тема пассивных домов популярна сегодня в Германии и Австрии. За десятилетие там построено более 16 тыс. таких домов, причем в последние три-четыре года объемы растут очень быстро. Требования к эффективности зданий в Германии постоянно ужесточаются, все чаще можно услышать, что через несколько лет пассивные дома могут стать обязательным общегерманским стандартом. Другие дома строить не будут вовсе.
Но как же снизить расходы на отопление в обычном российском доме? Понизить затраты на отопление можно в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания.
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 не выпускать тепло из дома. 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 (рассматриваются частные дома) [6]
Середина 90-х годов двадцатого века ознаменовалась основанием в Дармштадте, ФРГ, товарищества «Пассивный дом». Архитекторы Вестермауер и Ботт-Риддер под руководством Вольфганга Файста спроектировали четырёхквартирный дом, прототипом которого стали все последующие энергосберегающие дома. Пассивный дом был построен в 1991 году при участии правительства Гессена. Годовое потребление здания на нужды отопления – менее 1 литра топлива на единицу площади.
Расход энергии для нужд отопления такого дома за год не превышает 15 киловатт-часов на единицу площади. Расход энергии для нужд отопления, горячего водоснабжения и электроснабжения энергоэффективного дома не превышает 120 киловатт-часов на единицу площади [3]
Если сравнить показатели потребления энергии на отопление в ФРГ, которые регулируются постановлениями по тепловой защите и энергосбережению 2002 года (WSchVO и EnEV 2002), то просматривается прямая тенденция к его уменьшению на нужды отопления строений. Недавним постановлением EnEV, регламентирующим тепловую защиту в ФРГ, установлена норма годового расхода энергии на отопление новых и санируемых домов от 30 до 70 киловатт-часов на единицу площади.
Для сравнения, в Российской Федерации установлена норма годового расхода энергии на отопление для Москвы от 95 до 195 киловатт-часов на единицу площади. Фактический расход многократно превышает данные нормы (см. Рис. 1)
Рис. 1. График энергия энергопотребления
Преимущество энергосберегающих домов
Экодом обладает следующими преимуществами:
Комфортность. Её обеспечивает постоянно поддерживающая приятный микроклимат, чистоту и свежесть воздуха особая инженерная система. Пассивный дом при этом приобретает сбалансировать температуры помещений.
Энергосбережение. Если сравнивать обычное здание и дом пассивный, то последний отличается более чем десятикратным сокращением теплопотребления на отопительные нужды.
Польза здоровью. Когда дом пассивный, на протяжении всего года все жилые помещения постоянно снабжаются свежим воздухом, нет сквозняков, повышенной влажности и отсутствует плесень.
Экономичность. Если дом пассивный, то затраты на эксплуатацию его энергоснабжения остаются на низком уровне даже при росте стоимости энергии.
Забота об окружающей среде. Когда дом пассивный, применение энергоэффективных технологий повышает уровень защиты окружающей среды.
Одной из характеристик энергоэффективного дома является энергетическая сбалансированность между вентиляционной либо трансмиссионной потерей тепла и его поступлением с солнечной энергией, внутренними источниками тепла и отоплением. Для баланса крайне важны такие составляющие, как оптимальная теплоизоляция отапливаемого объёма, компактность здания, пассивное использование поступлений тепла от солнечного излучения путём ориентирования большинства окон (до 2/5 площади фасада) на юг с допустимым отклонением в 30° и благодаря отсутствию затенения. Нелишним также будет использование бытовой техники с высоким уровнем энергоэффективности. Предполагается также нагрев воды с использованием теплового насоса или солнечного коллектора, пассивный подогрев воздуха грунтовым теплообменником. По сути, идеальный пассивный дом – дом-термос без отопления.
Пассивный дом: технологии
Как же достигается такой результат? Стандарт пассивного дома предполагает работу в пяти направлениях:
Теплоизоляция. Изоляция внешних участков, особенно угловых, стыковых и переходных соединений и пересечений должна быть такой, чтобы коэффициент теплопередачи был меньше 0,15 Вт/м 2 ·K.
Отсутствие тепловых мостов. Желательно избегать включений, проводящих тепло. Специальная программа расчёта температурного поля позволит выявить и грамотно проанализировать неблагополучные места конструкций ограждения зданий с последующей их оптимизацией.
Сертифицированные для пассивного экодома эффективные окна. Двойные низкоэмиссионные стеклопакеты, заполненные инертным газом, оптимальны для таких домов. Квалифицированная установка оконных конструкций.[1]
Механическая вентиляция с рекуперацией тепла (не ниже 75%) и герметичная внутренняя оболочка. Определение и устранение мест утечек обеспечивается проведением автоматизированных испытаний по воздухопроницаемости зданий. Комфортная вентиляция, управляемая пользователем. Установка земляного теплообменника.
Становление в России
В Европе строительный стандарт пассивного дома применяется массово, а в Российской Федерации проектирование и постройка энергосберегающих зданий лишь на стадии становления.
Домов, отвечающих требованиям стандарта энергоэффективности, здесь пока нет, однако уже есть строения, близкие к данному стандарту. Они воплощают в себе принципы, элементы, методики расчёта энергоэффективного дома.
Также, применительно к Российской Федерации, создана классификация строений по эффективности потребления энергии:
пассивный дом – отопление потребляет менее 15, общий расход энергии за год – не больше 120 киловатт-часов на единицу площади;
Проектирование пассивного дома завершилось следующими конструкторскими решениями.
Наружные стены из силикатного кирпича толщиной 175 мм утеплены слоем пенополистирола толщиной 275 мм, внутри отделаны гипсовой штукатуркой толщиной 15 мм и трёхслойными обоями с последующей покраской.
Кровля покрыта гумусом, фильтрующим слоем, ДСП толщиной 50 мм, укреплена деревянными балками, изолирована полиэтиленовой плёнкой, утеплена слоем минеральной ваты толщиной 445 мм, отделана гипсокартоном и трёхслойными обоями с последующей покраской.
Перекрытие подвала, 160 мм железобетона, утеплено 250 мм пенополистирольных плит, 40 мм звукоизоляции, 50 мм цементной стяжки и до 15 мм паркета.
Окна с тремя стёклами, двусторонним низкоэмиссионным покрытием, заполненными криптоном камерами. Деревянные рамы с пенополиуретановой теплоизоляцией.
Рекуперация тепла реализована противоточным теплообменником в подвале дома. Впервые были применены двигатели постоянного тока с электронным переключением.
Горячее водоснабжение обеспечено плоскими вакуумными коллекторами площадью 5,3 кв. метра на квартиру (обеспечивают 66% потребности ГВС) и компактным настенным конденсационным котлом на природном газе. Трубопроводы системы ГВС проложены в теплоизоляционном слое и хорошо изолированы.
По завершении постройки и сдачи здания были сделаны контрольные замеры расхода воздуха, тест давлением, круглосуточные замеры температуры и энергопотребления. Они подтвердили достижение поставленной цели.
Годовое потребление тепловой энергии на нужды отопления в 1991–1992 годах равнялось 19,8 киловатт-часам на единицу площади, что составило 8% потребления квартир обычного жилья. В 1992–1993 годах годовое потребление снизилось до 11,8 киловатт-часов на единицу площади (5,5% от потребления квартир, взятых для сравнения). Позже потребление снизилось до менее чем 10 киловатт-часов на единицу площади в год.
Показатели оказались настолько малы, что специалисты их долго неверно интерпретировали. Значительного снижения затрат энергии, составившего 90%, удалось достигнуть благодаря использованию высокоэффективной бытовой техники.
Немецкий опыт был заимствован финскими архитекторами и архитекторами из других стран Европы. С того времени в мире построено более 40 тысяч пассивных экодомов [5]
Пассивный дом: строительство в России
В Российской Федерации в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Екатеринбурге реализуется или уже построено несколько объектов с применением основных стандартов, по которым строятся пассивные дома. Проекты некоторых из них будут рассмотрены далее.
Проект в Московской области
Среди проектов индивидуальных строений с низким потреблением энергии можно выделить «Активный дом» в Московской области, теплоснабжение которого также пассивно.
Активные дома представляют собой строение с разным уровнем энергетической эффективности, но с большим комфортом, достигаемым с помощью автоматического управления микроклиматом дома системой «умный дом», использованием возобновляемых источников энергии и его экологической чистоты.
Проект в Нижнем Новгороде
Другим примером проекта со сверхнизким потреблением тепла для нужд отопления является экодом вблизи Нижнего Новгорода, завершённый в 2012 году.
Двухэтажное строение площадью 141 кв. метр, рассчитанное на четверых человек, представляет собой конструкцию в виде деревянного каркаса, изолированную плитами из минеральной ваты ISOVER, с оконным профилем REHAU GENEO, тремя стёклами, сопротивлением тепловой передаче стен 8,7, кровли 12,8, пола 8,9 м2·°C/Вт. Применена вентиляционная установка Zehnder с коэффициентом полезного действия рекуперации 84% и кратностью воздухообмена 0,3 раза в час. Годовой расход энергии на нужды отопления составляет 33 киловатт-часа на единицу площади.
Некачественное жильё – враг энергоэффективности
С самого начала идея пассивного экодома предполагала то, что стоимость таких домов будет равной или немного дороже стоимости обычных. Смысл идеи заключался в дешевизне такого строительства, оптимальном соотношении цены–качества и быстрой окупаемости расходов.
Главной целью и проблемой является уравнивание стоимости постройки таких сооружений в Российской Федерации и постройки обычных домов. Смещение энергоэффективного дома из элитного в массовый сектор быстро не произойдёт. Это потребует, помимо обучения архитекторов, также и наличия необходимого уровня квалификации строителей, применения стройматериалов высокого качества и технологического уровня, оборудования и материалов с особыми характеристиками.
Массовый строительный сектор России предпочитает сокращать стоимость жилья за счёт применения стройматериалов невысокого качества и эксплуатации малоквалифицированной рабочей силы. До тех пор, пока такие предпочтения остаются, переход к высокотехнологичному энергоэффективному строительству массового жилья выглядит нереальным.
Перспективы в России
Планируемое снижение норм потребления энергии на 40% к 2020 году призвано переломить ситуацию в пользу технологий энергосбережения. Норма сопротивления теплопередаче повысится с 0,52 до 0,8 м2·°C/Вт, а после – до 1,0. Использование рекуперации в системах вентиляции будет обязательным. В данное время важно адаптировать и внедрить зарубежный опыт. К 2020 году ожидается строительство многих десятков пассивных домов. К тому времени уже будут созданы необходимые условия: банки разработают систему льготного кредитования, проектировщики, девелоперы и строители освоят новые технологии. Это позволит сформировать рынок и устойчивый спрос потребителей.
Бадьин Г.М. Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. АСТ Москва, 2011. С.247
Вольфганг Файст Основные положения по проектированию пассивных домов. АСВ Москва, 2011. С.144