Дома с низким энергопотреблением

История энергоэффективных домов

При обсуждении вопроса строительства пассивных домов можно слегка переформулировать старую пословицу: «Что немцам подходит, русским тоже по душе». Эта технология пришла к нам из Германии, где она уже давно пользуется популярностью. Немецкие специалисты даже создали особый стандарт Passivhaus, который определяет критерии проектирования и строительства подобных объектов. Повышенный интерес к Passivhaus возник после мирового энергетического кризиса 1974 года, когда стало известно, что при текущих темпах потребления нефти, газа и угля этих ресурсов хватит лишь на ближайшие полвека. Именно тогда начали появляться жилищные проекты с акцентом на сокращение энергопотребления. На одной из международных энергетических конференций ООН в начале 1980-х годов архитекторы пришли к согласию: современные здания обладают значительным потенциалом для улучшения своей энергоэффективности. Так зародилась концепция создания высокоэффективных, а затем и пассивных строений. Эти здания должны были:

  • минимизировать потребление внешних источников энергии;
  • оказывать минимальный вред окружающей среде.

В середине 90-х годов в Дармштадте был основан «Институт пассивного дома», который разработал ключевые принципы стандарта Passivhaus. Первый энергоэффективный дом, созданный Боттом Риддером и Вестермауэром, был построен в 1991 году при поддержке Министерства экономики земли Гессен. Руководил проектом Файст Вольфганг. Четырехквартирное здание требует всего одного литра жидкого топлива в год для обогрева каждого квадратного метра жилой площади. Успех немецкого опыта оказался столь велик, что его переняли многие страны Европы, и сейчас в мире насчитывается свыше 40 тысяч пассивных домов.

Оценочные критерии

Все проекты энергоэффективных зданий обязаны соответствовать ключевому показателю — удельной величине расхода тепловой энергии, затрачиваемой на обогрев в течение холодного сезона за весь год. Этот европейский стандарт определяет принадлежность дома к одному из следующих типов:

  • Пассивный дом (Passivhaus);
  • Дом с низким или сверхнизким уровнем теплопотребления;
  • Дом с нулевым энергопотреблением;
  • Дом с положительным энергетическим балансом.

Норма для Passivhaus составляет не более 15 кВт·ч/м². Общий объем используемой энергии отопительными системами и бытовыми приборами не должен превышать 120 кВт·ч/м² в год. Однако основная особенность пассивного дома заключается в совершенно ином подходе к его проектированию и строительству. До сих пор ни одно здание в России, построенное по стандартам Passivhaus, полностью им не соответствует, поскольку не достигает указанных параметров. Российские проекты правильнее называть зданиями с ультранизким (от 15 до 35 кВт·ч/м²) и низким (от 36 до 50 кВт·ч/м²) потреблением тепла.

Дома с нулевой энергетической эффективностью генерируют ровно столько тепла, сколько требуется для их функционирования. Дома с положительной энергетической эффективностью производят больше энергии, чем потребляют, и могут даже поставлять избыток в сеть.

Характерные черты домов с нулевыми и положительными показателями включают:

  • Установку автономных систем генерации электроэнергии (например, инверторы и солнечные панели);
  • Подключение к городской электрической сети с возможностью возврата излишков энергии.

Избыток энергии обычно передается в сеть утром, когда жители отсутствуют. Во всём мире таких зданий немного, а в климатических условиях средней полосы России строительство подобных объектов практически невозможно.

Также стоит упомянуть концепцию активного дома (active house). Она основана на идее, что экономия энергии должна быть гармонична как для здоровья людей, так и для окружающей среды. Для этого используются специальные автоматизированные системы, которые позволяют дому поддерживать оптимальный микроклимат без участия жильцов. В сущности, это комбинация пассивных технологий и системы «умный дом».

Энергоэффективное здание

Что именно подразумевается под термином «энергоэффективный дом»? В русском языке нет четкого определения этого понятия. Вероятно, оно берет начало из СНиПа «Тепловая защита зданий» 2003 года, где обсуждалось основное понятие энергетической эффективности, которое подразделяется на пять категорий (от A до E) в зависимости от уровня отклонения реального значения от нормативного. Здания типа Passivhaus относятся к классу А и выше по уровню энергетической эффективности.

В целом, говоря об энергоэффективных домах, можно отметить, что это концепция, ориентированная на экономию ресурсов, необходимых для функционирования здания. Такие дома могут строиться по различным проектам и с использованием разных технологий, однако их объединяет стремление максимально эффективно сохранять тепло, чтобы минимизировать затраты энергии.

Основные концепции пассивного дома

Пассивный дом обеспечивает комфортные условия проживания круглый год – будь то зимний отопительный сезон или летняя жара. В таких домах практически отсутствует необходимость в традиционных системах отопления и охлаждения либо они представлены в минимальном варианте. Каким образом этого удается достичь и какие технологии лежат в основе строительства такого энергоэффективного жилья?

Специалисты выделяют три ключевых аспекта пассивного дома:

  1. Герметичная тепловая изоляция;
  2. Воздухонепроницаемый корпус;
  3. Поддержание комфортного климата.

Общеизвестно, что основные потери тепла происходят через окна, стены и кровлю. Тем не менее, технология пассивного дома не требует использования особых строительных материалов для этих элементов здания. Главная цель архитектора – создать «термосную» оболочку без мостов холода, которая охватывает весь дом, включая его фундамент. На стадии рытья котлована формируется герметично изолированный контур с высокими показателями теплоизоляции. Завершающим этапом является установка «теплых» дверей и окон, которые вдвое сокращают утечку тепла по сравнению со стандартными решениями.

Поддержание комфортной температуры обеспечивается за счет продуманной системы приточной и вытяжной вентиляции с функцией рекуперации тепла. Эта система предварительно подогревает уличный воздух перед подачей внутрь помещения, тем самым способствуя обогреву всего здания. Отопление в пассивном доме может осуществляться за счет централизованных источников энергии или комбинации их с возобновляемыми источниками, такими как ветряки, солнечные батареи, фотоэлектрические модули и тепловые насосы.

Будущее энергоэффективного строительства в России

Реально ли строить дома с низким потреблением энергии в России? Этот вопрос актуален для застройщиков и клиентов, стремящихся существенно сократить расходы. При объективном подходе, избегая излишнего оптимизма, можно сделать следующий вывод.

Да, создание теплоизолированного герметичного контура вполне возможно, однако это требует использования высокоэффективных изоляционных материалов. Тем не менее, опыт некоторых пилотных проектов показал, что российские строители иногда допускают ошибки. Например, на одной стройплощадке проверка пароизоляционного слоя выявила значительные участки, где материал был плохо закреплен на деревянной основе. Аналогичные проблемы возникли возле окон, что привело к утечкам тепла. Недочеты устранили в несколько этапов, и лишь затем удалось достичь запланированных показателей по воздухонепроницаемости. Это наглядно демонстрирует, что даже при идеальном проектировании здания мелкие строительные недоработки могут свести на нет усилия конструкторов.

Энергоэффективность каркасных домов

Вероятно, в ближайшем будущем появятся передовые технологии, позволяющие возводить дома по стандарту Passivhaus в России. Однако эксперты строительной фирмы «Экос» уверены, что для признания таких зданий настоящими пассивными домами необходимо пересмотреть нормативы. Это мнение разделяют и другие отечественные застройщики, работающие над проектами с высокой энергоэффективностью.

С учетом всех особенностей технологий, в российских климатических условиях трудно достичь уровня энергопотребления в 15 кВт-ч/м². В связи с этим пословица, которую мы упоминали ранее, звучит так: «Что немцу хорошо, то русскому не всегда подходит». На данный момент нельзя утверждать, что в России строят полноценные Passivhaus. Реализованные проекты чаще называют домами с низким или ультранизким уровнем потребления энергии либо условно-пассивными. Тем не менее, будущее принадлежит таким зданиям, которые уже сегодня помогают их владельцам существенно экономить и гармонично вписываться в экологическую среду. Мы советуем всем, кто планирует строительство собственного загородного дома, уделить особое внимание вопросам энергосбережения и тому, каким образом нормативы могут снизить потребление тепла.