Пассивный дом — футуристический уют

Экология потребления. Дом: Пассивные дома, отличающиеся крайне низким потреблением электроэнергии и частичным или полным отсутствием отопительной системы — чрезвычайно эффективное набирающее популярность строительное решение.

Экономия на электричестве и отоплении — очень большой плюс в сегодняшних условиях дорожающих энергоресурсов на отечественном рынке.

Пассивный дом — термин, использующийся для обозначения максимально эффективной конструкции с чрезвычайно малым уровнем энергопотребления.

Удельная единица энергии для такого пассивного дома составляет около 10% на каждую единицу объёма. В развитых странах установлены стандарты малого потребления энергии для отопления современного дома — это ≤15 кВт на каждый квадратный метр за период в календарный год.

При этом общий расход первичной энергии не должен превышать ≤120 кВт на м2 в год. Достижение такого уровня потребления говорит о высокой эффективности энергосберегающих технологий в вашем доме.

Технологии, применяемые в пассивном доме

Пять основных элементов пассивного дома от которых зависит его эффективность:
1. теплоизоляция;
2. отсутствие «тепловых мостиков»;
3. эффективные окна с применением энергосберегающих технологий и сертификацией для использования в пассивном доме (тройные стеклопакеты, использование аргона, напыление для отражения тепла, GENEO PHZ технология);
4. герметичность конструкции;
5. механическая система вентиляции с высокоэффективной рекуперацией тепла.

При грамотном подходе к реализации вышеописанных принципов и правильном использовании основных элементов, указанных выше, вы легко и без проблем достигнете нужного вам уровня энергопотребления.

Разделим нашу тему для удобства по энергоресурсам и технологиям для большей понятности и наглядности.

Электроснабжение

Использование альтернативного снабжения электрической энергией или полная автономность от муниципальной электросети — основной признак такого дома. Этому способствуют ряд современных технологий направленных как на экономию потребления электричества, так и на частичную или полную автономность от внешних источников энергии.

Очевидно, что в любом доме или квартире можно снизить потребление электричества за счёт оптимизации этого потребления.

Основные меры:

1. Замена старой бытовой техники и ламп освещения на приборы, относящиеся к классам энергосбережения с пониженным потреблением электроэнергии. Это А, A++ или A+++ класс энергоэффективности;
2. Обеспечение работы бытовой техники в экономном автоматическом режиме. Например используется настройка таймера для холодильника или стиральной машинки на работу ночью. Это значительно сократит ваши затраты.

Радикальное решение проблемы со счетами на электричество — использование альтернативных источников электроэнергии, таких как солнечные панели и ветрогенераторы.

Солнечные панели

Они на современном рынке представлены в трёх основных разновидностях:

1. Монокристаллические модули, имеющие несколько фотоэлектрических преобразователей (ФЭП). Основной материал такого модуля – это чистый полупроводниковый кремний. Такой модуль легко определить по характерному тёмно-синему или чёрному цвету рабочих ячеек, и достаточно высокой рыночной стоимости.
2. Поликристаллические панели, изготовленные из более дешёвых поликристаллов кремния. При изготовлении посредством расплавления у таких кристаллов образуется зернистая граница, что несколько снижает эффективность панели.
3. Тонкоплёночные панели – это, пожалуй, самый бюджетный вариант для частного дома. Отличаются не только приятной для покупателя ценой, но и достаточно высокой эффективностью. Работают даже при рассеянном солнечном излучении. Очевидный минус – необходимость установки высоковольтных инверторов и контролеров, которые не всегда возможно использовать с бытовыми электрическими системами малой мощности.

Принцип действия любого солнечного модуля или панели заключается в генерации электричества. Этот процесс осуществляется под воздействием солнечного света в полупроводниковых материалах. Каждый из ФЭП состоит из двух слоёв с разной проводимостью, на границе которых образуется зона перехода положительных зарядов.

Достоинства:

• средняя эффективность устройства до 24% (у поликристаллических моделей она ниже, до 12%);
• обеспечение автономности систем жизнеобеспечения;
• экологическая безопасность;
• возможность использования практически во всех регионах (даже в туманном климате удаётся получить энергию с помощью тонкоплёночных моделей).

Ветровые генераторы

Ещё один альтернативный способ получения электричества для бытовых (и не только!) нужд. На рынке встречаются чаще всего два вида таких устройств:

• роторные модели, имеющие ось вращения, размещённую вертикально;
• крыльчатые модели, у которых лопасти вращаются в горизонтальной плоскости.

Наиболее распространён последний тип, так как он отличается простотой в эксплуатации и высокой надежностью. Например, такой механизм самостоятельно ловит поток ветра, проворачиваясь в нужном направлении.

Достоинства крыльчатых моделей в более полном использовании энергии ветра за счет своей конструкции.

Работа механизма ветрогенератора достаточна проста:

• ветер воздействует на лопасти, вызывая их вращение;
• трансмиссия передаёт это вращение ротору генератора;
• от генератора ток поступает в аккумуляторы, а затем через инверторы, преобразующие напряжение из 24 в 220 вольт, в домашнюю или промышленную электросеть.

Достоинства:

• безопасность для экологии;
• обеспечение автономности дома и независимости его от общественных электросетей;
• возможность использования в большинстве климатических зон (при скорости воздушных потоков 8 метров в секунду вырабатывается в зависимости от модели ветряка 1-2 киловатта);
• возможность получать дополнительную прибыль через продажу государству «лишних» киловатт (так называемый зелёный тариф).

Теплоизоляция

Теплоизоляция пассивного дома имеет, без всякого преувеличения, важнейшее значение. Ведь, сколько альтернативной энергии не получали бы хозяева, её эффективное использование во многом определяется потерями тепла жилым строением (или их отсутствием).

Наиболее эффективные решения в этой сфере — это:
1. Снижение потерь тепла через стены или устранение «тепловых мостиков» (применение изолирующих материалов с низкой проводимостью: минеральной ваты, пенопласта, пенополиуретана и других).
2. Инновационный метод — это установка вакуумных панелей (ВИП) или полупрозрачных изоляционных оболочек небольшой толщины (солнечные тепло проникает внутрь конструкции, не отражаясь от поверхности плёнки).
3. Правильная стыковка кровли и стен с использованием изоляционных материалов. Утепление потолков путём изолирования от потерь тепла чердачного пространства.Металлопластиковые окна

Важнейшую роль играет установка современных энергосберегающих окон. Готовые решения доказавшие свою эффективность предлагает Rehau. Этот знаменитый бренд металлопластиковых окон и других конструкций, находящийся на мировых рынках более 60 лет, предлагает много решений для реализации технологии пассивного дома в полном объеме.

Для применения в пассивном доме мы рекомендуем использовать профиль Rehau GENEO PHZ, который хорошо себя зарекомендовал. Этот профиль успешно прошел сертификацию для применения в пассивных домах.

Профиль Rehau GENEO PHZ — отличное решение, благодаря отсутствию проводников холода внутри конструкции профиля за счет удаления из него металлического армирования, шести воздушных камер, трех контуров уплотнения и возможности установки специальных стеклопакетов большой ширины (53 мм), что положительным образом скажется не только на энергоэффективности, но и на тишине внутри дома.

Отопление

Отопление дома, относящегося к пассивным строениям, должно быть грамотным и более эффективным в использовании ресурсов, чем в обычных домах. В идеале современное жилое строение вообще не требует расходов на отопительную систему а действует по принципу «пассивного отопления» — тепло поступает от работающей бытовой техники и людей, а сохраняется за счёт вентиляционной системы с рекуператорами и правильного утепления.

К сожалению, в регионах с континентальным климатом полностью отказаться от традиционного отопления в данный момент не удастся.

В таких случаях хозяевам стоит применить экономные и в тоже время эффективные отопительные системы.

Пиролизные котлы длительного горения

Самые современные — это отопительные котлы пиролизного типа с использованием пеллет в качестве топлива, оснащённые автоматическим блоком управления и шнеком-дозатором. Автоматика обеспечивает необходимую автономность и в месте с использованием системы автоматизации отопления самостоятельно будет подавать топливо из бункера и осуществлять своевременную регуляцию скорости горения.

Горение одной закладки топлива в таких устройствах может длиться до 24 часов благодаря медленному тлению, обеспечиваемому автоматической регуляцией притока воздуха, и дополнительному сгоранию выделившихся газов. Модели без автоматики не нуждаются в электричестве, так как воздух подаётся в них за счёт естественной тяги.

Достоинства:

• возможность сэкономить на приобретении топливного сырья (применение пеллет дешевле дров и угля);
• безопасность для экологии (у пиролизных моделей сгорает буквально всё топливо, включая вредные вещества, выделившиеся при горении);
• возможность автоматизировать процесс топки.

Тепловые насосы

Полная замена или существенное подспорье для отопительной системы в зависимости от ряда факторов.

В зависимости от источника тепла, с которым работает тепловой насос, различают следующие модели:

• воздушные — аккумулируют тепло из уличного воздуха и доставляют его в дом;
• грунтовые — берут тепловую энергию от естественного тепла земли;
• модели, берущие тепло из воды (эта среда имеет в водоёмах постоянную плюсовую температуру даже при сильных морозах).

Принцип работы основан на «эксплуатации» естественных низкопотенциальных источников тепла, а сердцем агрегата является испаритель (аналогичный тому, что используется в холодильниках) и компрессор.

Тепло поступает по внешнему контуру, разогревая хладагент. Затем он в газообразном состоянии проникает в компрессор, где происходит сжимание хладагента и повышение его температуры. После чего тепло отбирается через конденсатор и передаётся теплоносителю внутреннего контура. Затем хладагент остывает, попадает в испаритель, и весь процесс повторяется сначала.

Достоинства:

• экологическая безопасность;
• использование возобновляемых источников тепловой энергии;
• возможность снизить потребление традиционных видов топлива;
• возможность использовать как для отопления, так и для охлаждения помещений в летний период (относится в большей степени к водным и грунтовым моделям).

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы позволяют обеспечить жилой дом горячей водой для бытовых нужд, а также с их помощью можно эффективно поддерживать тепло в отопительной системе (наиболее эффективно в межсезонье). Солнечное тепло аккумулируется абсорбером (специальным элементом устройства) и передаётся носителю тепла, чаще воде.

Различают следующие разновидности таких устройств:
Плоские, имеющие форму пластины или панели. Такая пластина поглощает тепло и передаёт его теплоносителю, который циркулирует через коллектор.
Вакуумные или трубчатые модели, состоящие из множества трубок, изолированных вакуумом (он находится между внешней и внутренней трубкой). Теплоноситель перемещается по внутренним трубкам. Эффективность таких моделей в среднем в 2,5 раза выше, чем у пластинчатых устройств.

Достоинства:

• позволяет нагревать теплоноситель фактически в любой климатической зоне, где есть много солнечных дней;
• устройство безопасно для экологии;
• позволяет обеспечить автономность жилого строения и поставку тёплой воды.

Водоснабжение

Водоснабжение пассивных домов отличается, прежде всего, тем, что постоянное наличие горячей воды обеспечивается за счёт альтернативных источников тепла, которое поступает, например, через тепловые насосы.

Как известно, в обычном загородном доме электрическая энергия расходуется, в том числе, и на обеспечение семьи горячей водой, используемой в бытовых и хозяйственных нуждах. Тратится до 30 киловатт на каждый кубический метр воды, который приходится оплачивать из семейного бюджета. Дом, сохраняющий энергию, лишён этого недостатка — и это одно из основных его преимуществ.

Кроме того в конструкцию дома внедряется артезианская скважина, абиссинский колодец или система сбора дождевой воды которые значительно уменьшает вашу зависимость от сторонних источников водоснабжения.

Освещение

Система освещения также монтируется с учётом требований к экономному потреблению. Используется ряд технических и архитекторских решений таких, как:
Обустройство световых колодцев — настоящих систем освещения дома солнечными лучами. Самый простой пример такого колодца – это отверстие в потолочном перекрытии, позволяющее передать естественный свет в помещение с минимальными потерями. Свет проникает в помещение на протяжении всего светового дня, что приводит к снижению потребления электричества. Такие колодцы особенно эффективны в ванных комнатах и туалетах (днём хозяевам не нужно включать электрические лампы).

Установка светодиодных осветительных приборов или филаментных ламп, позволяющих существенно снизить расход электричества. Такой прибор способен сэкономить до 85% электрической энергии, расходуемой традиционными лампами, и до 50% от потребления люминесцентными осветительными устройствами экономного типа.

Подобрать себе нужную вам LED-лампу по производителю и цене вам поможет наш материал.

Помимо ощутимой экономности лампы на диодах обладают и другими весомыми достоинствами:
они практически не нагреваются (энергия расходуется на производство света, а не тепла);
обладают световым потоком с качественными характеристиками (от 100 люмен на каждый потреблённый ватт);
отличаются продолжительным сроком эксплуатации (в среднем 50 000 часов).

Установка индукционных осветительных приборов, представляющих собой новый тип люминесцентных ламп.

Свечение люминофорного покрытия в таких приборах осуществляется за счёт электромагнитной индукции (электродов для розжига в приборах нет).

Достоинства:

• поразительные показатели долговечности у качественных моделей (до 100 000 часов!), что было достигнуто посредством исключения из конструкции электродов;
• высокая энергетическая эффективность (в среднем 60-90 люмен на каждый потреблённый ватт);
• экономия на потреблении в среднем от 35 до 60%.

Вентиляция

Вентиляционные системы пассивных домов позволяют поддерживать микроклимат в помещениях и естественный уровень кислорода и углекислого газа и влажность комнатного воздуха. Но главное их достоинство — это умение сберегать тепловую энергию.

Такие системы оснащены рекуператорами (теплообменниками), способными отбирать тепло из вентилируемого воздуха и возвращать его в дом.

Принцип работы этого механического устройства прост, но эффективен:
1. отработанные воздушные массы из кухонь, ванных комнат и туалетов проходят через рекуператор, отдавая тепло верхней и нижней пластине устройства.
2. В это же время по соседним каналам теплообменного узла в дом проникает свежий уличный воздух, который поглощает тепло и перемещает его в жилые помещения. Система вентиляции, устроенная таким образом, способна на 87% сократить температурные потери в доме!

У хозяев отпадает необходимость открывать форточки для проветривания, что исключает неконтролируемые потери тепла. И при этом достигается главная цель — в помещениях сохраняется здоровый микроклимат. Воздух всегда свеж и прогрет до комфортных температур.

А коэффициент полезного действия системы составляет в среднем 75-95%, что достигается не только установкой теплообменников, но и монтажом экономных электрических вентиляторов (они потребляют энергии меньше, чем экономится тепла в системе).

Особенности архитектуры пассивного дома

Дома пассивного типа проектируются с таким расчётом, чтобы архитектурные решения помогали сберегать и экономить энергетические ресурсы. Качественный дом способен аккумулировать и сохранять тепло зимой и прохладу в летнюю жару без применения специальных высокоэнергетических приборов. Для этого архитекторами применяются следующие приёмы:

• здание рационально ориентируется согласно сторонам света (жилые комнаты и остекление обращаются на юг);
• комнаты строятся «неглубокими» — их размеры и правильное расположение окон позволяет солнечному свету беспрепятственно достичь всех точек комнаты и прогреть её;
• здание планируется в компактном исполнении для оптимальнго распределения естественного света и упрощения его отопления;
• в местах, куда проникает в зимние периоды солнечный свет, обустраиваются массивные конструкции, способные удержать тепло;
• с северной стороны обеспечивается надёжная защита от холода (здесь размещают вспомогательные помещения не требующие постоянного обогрева, а на улице обустраивают сад или используют прикрытие дома от ветров нежилым зданием);
•  исключается чрезмерное обилие окон (идеальное соотношение площади остекления и площади пола составляет 1 к 8, или 1 к 5 – примерно 2,5-4 квадратных метра окон на 20 квадратных метров пола);
• окна проектируются без форточек, так как вентиляция осуществляется через систему с рекуператорами.

Выводы.

Пассивный дом - дом, отличающийся крайне низким расходом и потреблением энергии – не более 30%. Такое строение превосходно изолировано (исключены все мостики холода), а толщина утепления его стен составляет тридцать сантиметров. Имеется вентиляция механического типа и дополнительные источники тепла (например, коллекторы). Обеспечено независимое энергетическое снабжение (тепловые насосы, гелиопанели, ветровые генераторы).

У такого проекта существует несколько очевидных достоинств:

• затраты на постройку выше, чем у обычных строений в среднем на 20%, но его окупаемость происходит за пять-семь лет, после чего хозяева получают прибыль за счёт экономии на коммунальных платежах;
• отопление расходует в среднем 44 киловатта на квадратный метр площади здания (у стандартного строения 144 кВт);
•  потребление электричества снижается в среднем на 48-50% (приблизительно до 15 000 кВт в год);
• комплексные конструкционные и технические решения позволяют создать экологически безопасный и уютный дом.

Очевидно, что у таких строительных технологий большое будущее. Уже в наши дни экономный тип зданий станет обязательным стандартом, как это наблюдается с 2015 года в Европейском Союзе.