Користуватися благами цивілізації зручно і комфортно. Але сьогодні та країна, яка не впроваджує енергозберігаючі технології, не має майбутнього. Прийшов час і Україну вчитися жити в злагоді з природою, економити природні ресурси та енергію, розуміючи, що найдешевша енергія - зекономлена. Проекти будинків, що мають скромні енергетичні потреби, користуються все більшою популярністю. За західними нормативам для опалення недорогого в експлуатації будівлі необхідно 70 кВт * год / (м * рік), а може знадобитися всього лише 15 кВт * год / (м * рік). У першому випадку мова йде про будинок, у якого значно знижена потреба в енергії для обігріву порівняно зі звичайним. Такі будівлі відносяться до енергозберігаючих. Другий будинок, що має мінімальні потреби в теплі для обігріву, є пасивним. Це назву він отримав завдяки тому, що не потребує опалювальній системі. Його потреби в теплі покриваються за рахунок пасивного обігріву - енергії сонця, роботи домашніх приладів, освітлення і проживають в будинку людей.
Що стосується споживання первинної енергії, тобто взятої з енергоносія і доставленої до джерела споживання, то в енергозберігаючому будинку вона повинна дорівнювати 250 кВт * год / (м * рік), а в пасивному - 120 кВт * год / (м * рік) . Саме таким технічним нормативам повинні відповідати новозбудовані будинки в Європі. Тому кожного замовника, що приймає сьогодні рішення про будівництво, потрібно порівнювати не тільки розмір економії, а й вимоги, які доведеться виконувати, вибравши той чи інший варіант будинку.
Чим відрізняються проекти
Насправді, в проектах енергозберігаючих та пасивних будинків є багато спільних вимог. При створенні перших архітектори можуть дозволити собі більшу свободу, так як не всі енергозберігаючі будинки повинні мати в плані прямокутну форму, одно-або двосхилий дах, що важливо для пасивних будинків. Як в енергозберігаючому, так і в пасивному будинку великі засклені поверхні, що беруть пасивне тепло від сонця, повинні бути розташовані з південної сторони, при цьому в пасивному будинку на південному фасаді рекомендується виконати суцільне скління. Якщо в енергозберігаючому будинку з північної сторони варто розміщувати мінімальну кількість вікон, то в пасивному - північну сторону лучще взагалі зробити «глухий». Обидва типи будинків мають схожі планувальні рещеніе. З південного боку в них розташовані денна зона, їдальня та спальні, а гардероб, гараж і господарські приміщення, що створюють буферну зону, знаходяться в північній частині.
Захист будинку від втрат тепла - це функція зовнішніх стін, підлог, перекриттів і даху. Щоб будинок був енергозберігаючим, середній коефіцієнт теплопередачі U для стін, підлоги і перекриттів не повинен бути вище 0,2 Вт / (м2 «К). До пасивних домівках вимоги ще більше - коефіцієнт і не може перевищувати 0,12 Вт / (м2 * К). Досягти таких показників вдається за рахунок застосування в зовнішніх огороджувальних конструкціях товстих шарів ефективної теплоізоляції. У енергозберігаючому будинку товщина шару ізоляції зовнішніх стін повинна становити мінімум 20 см. Таким же по товщині шаром теплоізоляційного матеріалу потрібно ізолювати підлогу на грунті. Ізоляція похилій або плоского даху повинна бути товще - 30 см (це викликано великими тепловтратами через цю захисну конструкцію). До того ж вартість виконання ізоляції даху менше, ніж робіт з теплоізоляції інших огороджувальних конструкцій, Пасивний будинок повинен мати ще більш ефективну теплоізоляцію. Для утеплення стін і підлоги, влаштованого на грунті, застосовують шар теплоізоляції завтовшки 30 см, а даху - 40 см.
При вищезазначених толщинах теплоізоляційний матеріал повинен мати високі ізоляційні властивості, його коефіцієнт теплопровідності не може перевищувати 0,04 Вт / (м * К). Крім того, матеріал, з якого виконані огороджувальні конструкції пасивного будинку, повинен мати здатність акумулювати тепло. Енергія, отримана будинком від сонця, не завжди буде задовольняти його потреби в теплі. Тепло може акумулюватися в масивних частинах конструкції будинку або, наприклад, в камені, зібраному і закопані в землі біля будови, або під ним. Але таке «складування» тепла зменшує ефективність самого методу, оскільки в цьому випадку буде потрібно додаткова енергія для роботи вентилятора, який буде задувати тепле повітря в зони, що вимагають обігріву.
Увага! Енергозберігаючі та пасивні будинки зводять з використанням матеріалів і технологій, які забезпечують відповідні теплоізоляційні властивості. Це можуть бути стіни, створені за технологією каркасної конструкції, всередині заповнені теплоізоляційним матеріалом; або із застосуванням фасонних елементів незнімної опалубки з пінополістиролу, що заповнюється бетоном. Хорошим рішенням є двошарова конструкція стін. При цьому конструктивна частина стіни може бути виконана з таких матеріалів як силікати, традиційна або пори-зовано кераміка, готові керам-зітобетонние елементи, ніздрюватий бетон, колода.
Містки холоду
Вони збільшують потребу будинку в енергії для обігріву, тому там, де це можливо, їх треба усунути. Геометричних містків холоду, що виникають через форми елемента огороджувальної конструкції, уникнути не можна, а конструкційні - необхідно усунути. Вони виникають в тих місцях, де шар ізоляції тонше або він переривається. Так буває в перемичках, в місцях примикання щипцевих стін і даху, неопалювальній і опалювальної частин будинку, зовнішніх і внутрішніх стін зі стінами фундаменту, в укосах віконних і дверних прорізів, примиканнях балконних плит до перекриття. Інтенсивність втрати тепла через містки холоду визначається лінійним коефіцієнтом проникнення тепла містка.
Герметичність будинку
Як енергозберігаючі, так і пасивні будинки повинні бути герметичними. Свіже повітря може проникати в них тільки через систему вентиляції. При цьому вимога до герметичності енергозберігаючого будинку відрізняється від вимог, що пред'являються до пасивного будинку. Щоб будинок був герметичним, недостатньо передбачити відповідне рішення на етапі проектування конструкцій. Потрібно в процесі будівництва ретельно виконати вузли і деталі, схильні розущільнення. Наприклад, ущільнення примикання вікон і дверей до стін спеціальними стрічками. Але енергозберігаючий та пасивний будинки мають різну ступінь герметичності. Тому використовують різні рішення. Норми для енергозберігаючого будинку дозволяють облаштувати камін, але не будь-який, а тільки із закритою топкою, що має незалежну подачу повітря в топку. Така подача здійснюється через розміщений під будинком канал, завдяки якому не збільшується неконтрольований приплив повітря, що надходить зовні. Що стосується пасивного будинку, то в ньому можна встановити лише камін, що має малу потужність (близько 3 кВт) і спеціальну конструкцію, призначену для пасивних будівель. Завдання такого каміна - підігрів води для побутових потреб і повітря, що подається в приміщення.
Вікна
Вікна в будинках з низьким споживанням енергії повинні не тільки забезпечувати найменші втрати тепла, а й одночасно дозволяти отримувати енергію від сонця. Для досягнення даної мети потрібно правильно, розташувати їх відносно сторін світу. Але це - тільки півсправи. Необхідно використовувати віконні вироби з підвищеними теплоізоляційними характеристиками. Вікна, застосовувані в пасивних будинках, повинні мати більш високі параметри в порівнянні з вікнами, встановленими в енергозберігаючих. У енергозберігаючих вікнах склопакети виконують з трьох стекол, а простір між ними заповнюють інертним газом. Здатність скла пропускати сонячне випромінювання визначає коефіцієнт затінення G. Для вікон в енергозберігаючих будинках він дорівнює 0,55, в пасивних - 0,5. Конструкція вікон для пасивних будинків повинна гарантувати мінімальні тепловтрати, тому в них також використовують двокамерний склопакет, в якому простір між склом заповнений аргоном, а одне із стекол - нізкоеміссионноє.
Рами в таких вікнах (і пластикові, і дерев'яні) повинні бути виконані з утепленого профілю і мати три контури ущільнення. Слід пам'ятати, що наявність великих засклених поверхонь, крізь які будинок отримує пасивну енергію від сонця, в похмурі дні можуть призвести до втрати тепла. Тому такі вікна потрібно обладнати елементами, що захищають будинок від тепловтрат: шторами, екранами, ролетами, жалюзі. Вони можуть бути виконані з деревини, натуральних тканин або штучних матеріалів. Економію від їх використання можна виміряти. Наприклад, ролети здатні знизити коефіцієнт теплопровідності вікон з неутепленими профілями на 15%, а з утепленими - на 30%. Увага! У енергозберігаючому будинку можна встановлювати мансардні вікна, а в пасивному - ні.
Як забезпечити вентиляцію
Щоб будова відповідало нормам енергозберігаючого, а тим більше пасивного будинку, слід використовувати примусову припливно-витяжну вентиляцію з рекуперацією тепла. Вона не тільки обмежує втрати тепла, а й нагнітає свіже повітря в приміщення, дозволяє зменшити його вологість всередині будинку. Постійний повітрообмін захищає від надмірного зростання концентрації забруднюючих речовин: мікробів, вуглекислого газу і пилу. На відміну від природної вентиляції, примусова - не залежить від існуючих атмосферних умов. Її головним елементом є високоефективний центральний блок, де повітря, що нагнітається в будинок, передається значна частина видуває тепла. Дуже важливий коефіцієнт корисної дії центрального блоку, визначається для енергозберігаючих та пасивних будинків. Відповідно з енергозберігаючим стандартом ККД рекуперації тепла при рівноважних потоках повітря має становити 70%. Для пасивного будинку вимоги вище.
Необхідно, щоб ККД рекуператора був мінімум 80%, а центральний блок характеризувався низьким споживанням електроенергії. Важливим елементом системи примусової вентиляції є грунтовий теплообмінник, в якому повітря перед подачею всередину будинку нагрівається в зимовий період і охолоджується - в літній. Найпростіший варіант теплообмінника - це труба, виконана з ПВХ, діаметром 150-200 мм, довжиною 30-50 м, прокладена в землі на глибині 1,5-2 м. Використання грунтового теплообмінника дозволяє підвищити ефективність рекуперації тепла. Це пристрій запобігає появі інею на поверхні хрестоподібного теплообмінника центрального вентиляційного блоку і усуває необхідність роботи енергоємного попереднього нагрівача.
Звичайне і незвичайне опалення
Чи відрізняється опалювальна система в енергозберігаючому будинку від системи в пасивному? Відрізняється, і значно. У енергосберегаюшем будинку потрібна звичайна опалювальна система, з тією різницею, що потужність використовуваних пристроїв може бути мінімум відповідає ніж у стандартному будівлі. Хорощо, якщо джерелом тепла є економічний конденсаційний котел або тепловий насос, що використовує енергію грунту, води чи повітря. Нагрівачі повинні мати малу водяну ємність, щоб система швидко реагувала на мінливу потреба в теплі. Труби слід добре ізолювати, щоб через них не йшло тепло, і його можна було повністю контролювати. А в пасивному будинку? У ньому все по-іншому, тому що ... опалювальної системи немає. Нічого дивного, адже саме звідси з'явилося визначення «пасивний будинок», тобто будинок, що не потребує в опалювальній системі, а обігрівати пасивним способом - за рахунок енергії сонця, роботи домашніх приладів, освітлення і людей, що проживають в будинку. Головним принципом концепції пасивного будинку є настільки значне обмеження енергії для його опалення, що необхідна кількість тепла може забезпечити підігріте повітря, що подається з системи вентиляції.
У цьому випадку вентиляційна система перебирає на себе роль опалювальної системи. Можливість відмови від типової системи центрального опалення важливий з точки зору окупності вкладення; щоб будинок не вимагав багато тепла на обігрів і експлуатацію, зекономлені кошти краще вкласти в утеплення та придбання обладнання для рекуперації тепла з вентиляції, а також інші енергосберегаюшіе рішення. Відмова від дорогої опалювальної системи дозволяє підтримувати загальну суму інвестицій на раціональному рівні. Як же опалюється пасивний будинок? Оскільки не можна повністю відмовитися від опалення, для обігріву приміщень використовують необхідну в пасивному будинку систему примусової вентиляції. Немає необхідності купувати і встановлювати батареї опалення, труби і арматуру. Потужності 10 Вт / м буде достатньо, щоб обігріти повітря в приміщенні. У найпростішому варіанті для цього в головний припливне канал встановлюють нагрівач. Він може живитися від теплового насоса. Одночасно такий нагрівач можна застосовувати при приготуванні гарячої води для побутових потреб.
Виробники пропонують готові компактні нагрівальні пристрої, засновані на підключенні до теплового насоса і призначені саме для пасивних будинків. Недолік такого рішення - висока вартість обладнання. Чим відрізняється система приготування гарячої води для побутових потреб у пасивному будинку від системи, що застосовується в енергозберігаючому? Тим, що в пасивному будові вона є основною системою опалення. Обігрів приміщень - це як би додаткова функція системи приготування гарячої води, тобто разом з нагріванням води за рахунок використання надлишків тепла здійснюється і обігрів будинку. Це реально, тому що потреба в теплі для обігріву приміщень в кілька разів менше, ніж для приготування води для побутових потреб. У енергозберігаючому будинку, як і в стандартному, система приготування гарячої води приєднана до основної системи опалення. Виходячи з цього, джерело тепла підбирають, враховуючи відносно велику потребу в теплі для обігріву будинку. В обох випадках варто подбати про те, щоб джерело тепла використовував енергію з відновлюваних джерел (сонячна енергія, деревина, біопаливо) і мав максимально високу ефективність.