Концепция "Пассивный дом" (Германия)
Пассивным домом называется здание с нулевым потреблением энергии, то есть не требующее отопления. Западные специалисты работали над техническим воплощением этой идеи еще более 20 лет назад. И уже в последнее десятилетие прошлого века появились дома, потребляющие малое количество энергии, то есть на 30% меньше, чем просто дома с выполненной теплозащитой.
В данном же случае решающее значение имели и теплозащита, и ликвидация холодовых мостиков, и утилизация тепла отработанного и выводимого за пределы здания воздуха.
Нужно сказать, что все элементы зданий с малым потреблением энергии представляют собой просто улучшенные версии аналогичных элементов обычных зданий.
Что же касается пассивного дома (следующий этап разработки энергоэффективных зданий), то практически это здание с максимальными энергозатратами в пределах 10 Вт на 1 м2 ограждения. Не требуется дополнительных затрат на подачу приточного воздуха. В случае необходимости включается слабое отопление. Температура воздуха не должна превышать +30°С.
Эксплуатация первых построенных пассивных домов показала, что затраты на их возведение оправдываются при коэффициенте теплопроводности, не превышающем 0,15 Вт/(м2°К), полном отсутствии холодовых мостиков, высокой герметичности, наличии стеклопакетов с коэффициентом теплопроводности, не превышающем 0,8 Вт/(м2°К), а также использовании не только воздушного, но и почвенного теплообмена, пассивной солнечной энергии.
Дома (вначале жилые, причем малоэтажные) стали строиться с использованием легких и одновременно прочных материалов несущих и ограждающих конструкций.
Шло дальнейшее совершенствование стеклопакетов — обрамление их также стало многокамерным, кроме того, постоянно улучшались характеристики используемых стекол (что позволило не только запасать солнечную энергию, но и регулировать внутренний климат).
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха также совершенствовались.
Стало исключаться смешивание воздушных потоков в вентсистемах, для отопления стали использоваться проложенные в полах системы электрокабелей или трубопроводов горячей воды.
Специалисты, ведущие исследования в данной области, сходятся в одном: массовая реализация условно пассивных домов, то есть объектов с незначительным энергопотреблением, возможна главным образом не столько в случае высокотехнологичного материального воплощения всех вышеназванных решений на одном объекте, сколько при условии оснащения его системой автоматической оценки энергетического баланса в тот или иной конкретный момент.
Данная сеть должна быть в состоянии обеспечивать постоянное превышение предложения энергии над спросом на нее.
Более тщательное исследование возможности существования зданий, в которых проблема обеспечения энергией решалась бы путем максимальной утилизации энергии, выделяемой внутренними источниками, а также поступающей солнечной энергии, показало, что обойтись без той или иной системы отопления в принципе невозможно. Например, при длительном отсутствии в доме хозяев ряд названных факторов будет отсутствовать, и тогда независимо от степени утепления здание будет остывать.
Может быть задано условие падения температуры в помещениях не ниже заданной величины.
Исходя из данного условия, можно задавать требования к массивности здания (постоянная составляющая времени остывания) и минимуму интенсивности источника энергии, зависящему от климатической зоны.
Можно сказать, что пассивный дом предполагает обязательное наличие активной системы своего жизнеобеспечения.
Поэтому такой дом должен являться активным в смысле активного использования энергии окружающего пространства, прежде всего низкопотенциальной энегргии грунта и солнечной энергии. Поэтому и само здание,и пространство под ним, а также примыкающая к зданию территория рассматривается как единая энергосистема.
И вот для нее при проектировании и определяются условия полной компенсации энергопотерь здания и возобновляемости ресурсов энергосистемы.
Если рассматривать в качестве системы теплоснабжения прилегающую к зданию территорию, то необходимо определить условия функционирования грунтового теплобменника, при которых не будет вымораживаться грунт при незамкнутой системе циркуляции воздуха в воздушной прослойке теплоизоляции с щелью (фасад на относе).
Следующим шагом должно быть создание строений с адаптивно изменяющимися свойствми ограждающих конструкций — в зависимости от изменения окружающих климатических условий.
Сегодня теплопотери здания зависят от колебаний характеристик окружающей среды. Соответственно меняется расход тепловой энергии, компенсирующей эти потери.
Поэтому идеальная теплоизоляционная система должна в той или иной степени напоминать живой организм и в широких пределах варьировать свои свойства в зависимости от внешних условий.
Причем термосопротивление ограждающих конструкций должно чутко реагировать на все эти вариации как в холодный, так и в теплый сезон.
Кроме наличия интеллектуальной системы управления жизнеобеспечением, высокоэффективного использования нетрадиционных источников энергии и возможности управления теплофизическими характеристиками ограждений активность здания подразумевает модульность конструкций, позволяющую быстро выполнять любую реконструкцию, обслуживание, ремонт и модернизацию ограждений, а также возможность наращивания функций, включения в систему жизнеобеспечения новых технических решений по мере их появления (так называемый апгрейд).
Можно заметить, что обязательность наличия тех или иных элементов информационных технологий все же делает дом зависимым от системы энергоснабжения.
Но ведь и отказ любой из инженерных систем, коими оснащено современное здание, сделает проживание в нем невозможным по сравнению с проживанием в, скажем, деревенской хате.
Логика же технического прогресса требует выравнивания уровня использования техники в в различных сферах жизни и деятельности человека.
Поэтому со временем надежность существования зданий с активной тепловой защитой должна стать вопросом организации грамотного обслуживания его элементов.
