Останнім часом ідея пасивних будинків охоче популяризується. У журналах будівельної тематики з'являються статті, що описують незаперечні переваги будівництва цього типу будинків. У статті теж розповідається про таких будинках, звертаючи увагу на всі їхні «плюси» і «мінуси». Важко не піддатися враженню, коли люди із захопленням відгукуються про пасивних будинках. «Екологічний, теплий, здоровий,« розумний »будинок без опалення, що забезпечує для людини ідеальний мікроклімат» - це дослівні цитати зі статей на цю тему. У читача, особливо пов'язаного з будівельною галуззю, вони можуть викликати багато запитань. Ця стаття являє пасивний будинок у більш реальному світлі. Викладені у цій статті сумніви і зауваження можуть викликати різкі протести прихильників ідеї будівництва пасивних будинків. Саме цього і хотілося б домогтися, а також почути думки і контраргументи фахівців у цій галузі. Отже, пріглащаем всіх до читання та дискусії.
Чому пасивний?
Визначення «пасивний будинок» прийшло з Німеччини близько 20-ти років тому, коли в Інституті житлового будівництва і навколишнього середовища почалася розробка концепції будинку, який для опалення споживав би настільки мало енергії, що не потребував би в будь-яких «активних» опалювальних приладах . Для його обігріву мало вистачити тепла, що виробляється електричними приладами. використовуваними в домашньому господарстві, сонячної енергії, а також тепла, яке «виробляють» мешканці будинку. У 90-х роках минулого століття в Німеччині був створений Passivhaus Institut (Інститут Пасивного Будинку), який зайнявся популяризацією цього виду будівництва. Був створений стандарт будинку, що визначає вимоги, яким повинен відповідати будинок, щоб його можна було вважати пасивним. Було прийнято, що пасивним є будинок, потреба в тепловій енергії якого не перевищує 15 кВт'г / (м ^ рік), тобто в сім-вісім разів менше, ніж потреба середньостатистичного сучасного будинку.
Це означає, що теоретично для обігріву одного квадратного метра житлової площі в пасивному будинку витрачається 1,5 м природного газу або 4 кг дров, або ж 2 кг вугілля на рік. Отже, при сьогоднішніх цінах річні витрати на опалення пасивного будинку площею 150 м становлять близько 163 грн при опаленні газом, 270 грн - при опаленні дровами і близько 200 грн - при опаленні вугіллям. Крім того, як стверджують пропагандисти ідеї пасивного будинку, при такій низькій потреби в тепловій енергії необхідність у використанні системи опалення зовсім відпадає! Досить того, що в системі примусової вентиляції буде встановлений невеликий ТЕН, підігріваючий нагнітається в приміщення повітря. Для забезпечення комфортної температури в будинку протягом всієї зими його потужність не повинна перевищувати 10 Вт на квадратний метр опалювальної площі, тобто для будинку площею 150 м достатньо Тена потужністю 1,5 кВт. Слід визнати, що все це звучить заманливо.
Не завжди пасивний
Відразу варто відзначити, що у нас досягти німецького стандарту пасивного будинку складніше, ніж у Німеччині, і це пояснюється, щонайменше, двома обставинами. По-перше: потреба в енергії для опалення будинку випливає з його втрат тепла, які залежать від різниці між температурами всередині і зовні будівлі. У Німеччині, особливо на південному заході, клімат значно м'якше, ніж у нас, і зовнішня температура взимку на кілька градусів вище, ніж на більшій території України. У цій ситуації очевидним є те, що будинок, потреба якого в тепловій енергії в німецьких умовах становить 15 кВт'чДм ^ тод), побудований в Україні, потребуватиме більшої її кількості. По-друге: потреба будинку в тепловій енергії, розглянута на етапі проектування, не завжди відповідає енергії, яка знадобиться йому на практиці. Це можна розрахувати тільки теоретично і приблизно.
Прийнятий в Україні спосіб виконання цих розрахунків відрізняється від способу, прийнятого в Німеччині. В Україні вважається, що температура в приміщеннях, призначених для постійного перебування людей, протягом доби повинна складати + 20 ° С, а в Німеччині - всього +19 ° С - причому, вдень. Крім того, враховується зниження температури на ніч. Це ще одна причина, по якій потребу в тепловій енергії одного і того ж будинку, розрахована за німецькими нормам, менше, ніж розрахована за нормами, чинним в Україні. Іншими словами, будинок, що відповідає стандартам пасивного будинку в Німеччині, в наших умовах буде вимагати для опалення більше, ніж 15 кВт'чДм ^ тод), тобто пасивним не буде. Щоб він став таким, доведеться вкласти ще більше коштів у його утеплення.
Стіни, дах, підлога
Щоб досягти рекомендованого опору теплопередачі стін і даху, товщина шару теплоізоляційних матеріалів повинна складати більше 30 см. Після виконання докладних розрахунків втрат тепла конкретного будинку може виявитися, що для досягнення потреби в тепловій енергії нижче, ніж 15 кВт'чДм ^ тод), необхідне використання більш товстого шару теплоізоляції - до 40 см. На практиці це досить дорого, до того ж її не можна прикріпити до стіни стандартними дюбелями - необхідно кріпити два шари або використовувати ростверк. Набагато легше прикріпити теплоізоляцію в каркасі. Ця технологія зручна не тільки у зв'язку з більш легким спорудою стін, що володіють високими теплоізоляційними властивостями, але й тому, що стіни, побудовані за каркасною технологією, на 20 см тонше цегляних. Проте стіни, побудовані за каркасною технологією, не акумулюють тепло, що ускладнює пасивне використання сонячної енергії. Крім того, в Україні цей вид будівництва не викликає довіри у замовників, оскільки не асоціюється з надійністю і міцністю, як це буває при кладці стін з цегли. Цегляні стіни можна утеплити не менш ефективно, але це дуже дорого, тому виникають сумніви - чи окупиться це взагалі.
Вікна
Тепловтрати. Вікна з опором теплопередачі R = 1,25 на нашому ринку поки ще рідкість, але замовити і придбати їх можна. Їх рами виконані з більш широких ПВХ-профілів, в порівнянні з тими, які використовують в стандартних вікнах. Самі профілі мають більше камер - від п'яти до восьми, до того ж частина з них заповнена термічними вкладишами. Вікна для пасивних будинків повинні мати більше ущільнювачів, щоб зменшити інфільтрацію повітря через щілини і одночасно поліпшити теплоізоляційні характеристики вікна. Все це призводить до того, що вікна для пасивних будинків є відносно дорогими. Коефіцієнт R - це середній показник, розрахований на підставі опору теплопередачі рами Ні склопакета R. Оскільки опір теплопередачі R навіть найкращих профілів нижче 1,25, у вікнах повинні бути встановлені склопакети, що володіють такими високими теплоізоляційними властивостями, при яких їх коефіцієнт R буде більше , ніж 1,25.
Цим вимогам відповідають склопакети, які складаються не з двох, як у стандартних вікнах, а з трьох листів скла. Простір між листами заповнюється інертним газом, що його зниження тепловтрат. Поки що виробництво вікон, опір теплопередачі R яких набагато вища, ніж 1,25 (м2-К) / Вт, є складним і нерентабельним. Тому доводиться миритися з тим, що в кращому випадку через вікна «йде» в шість разів більше тепла, ніж через стіну такої ж площі з опором теплопередачі R, рекомендованим для пасивних будинків. У цій ситуації - беручи до уваги зниження тепловтрат, - ідеальним варіантом була б відмова від вікон, але це рішення буде несприятливо позначатися на здоров'я мешканців. Тому згідно з чинним положенням, в приміщеннях, призначених для постійного перебування людей, необхідно забезпечити природне освітлення, визначивши при цьому мінімальну площу вікон залежно від розмірів приміщення - співвідношення площі вікон до площі підлоги повинно становити мінімум 1:8.
Світлопроникність. Високі втрати тепла через вікна може компенсувати тепло сонячного світла, проникаючого в приміщення. Тому в пасивних будинках (як і у всіх інших) рекомендується дотримуватися такого планування приміщень, щоб найбільше вікон знаходилося на південному фасаді. Щоб максимально використовувати тепло сонячного світла, промені сонця повинні безперешкодно проникати всередину будинку. Тому величина коефіцієнта світлопроникності g встановлених у вікнах стекол має велике значення. Достатнім вважається g> 50%. Проблема - суміщення високого коефіцієнта g з високим опором теплопередачі R склопакетів. Щоб мати високі теплоізоляційні властивості, склопакети повинні бути менш прозорими. Розмір. У пасивних будинках не рекомендується встановлювати вікна дуже великої площі. Особливо це стосується будинків каркасної конструкції, стіни яких не акумулюють тепло.
Великі вікна (навіть якщо вони розташовані з південної сторони) є причиною підвищених втрат тепла, які не завжди компенсуються теплом сонячного світла. До того ж влітку виникає необхідність охолодження приміщень, в які проникає дуже багато сонячних променів. Розташування. На східному і західному фасаді краще розміщувати вікна якомога меншої площі, тому що через них проникає набагато менше сонячного тепла, ніж через вікна, розташовані з південної сторони. На північному ж фасаді, завжди залишаються в тіні, вікон не повинно бути взагалі, хіба що з північної сторони будинку знаходяться неопалювані приміщення, такі як гараж або комора. Якщо вони відокремлені від опалювальних приміщень добре ізольованою стіною, то що знаходяться в них вікна не будуть серйозно впливати на втрати тепла в опалювальної частини будинку.
Містки холоду
Вони виникають при наявності у зовнішніх стінах виносів, виступів, а також елементів, які не можна утеплити в такій же мірі, як поверхні стін або даху. Серйозні проблеми викликають різні металеві конструкції, прикріплені до зовнішніх стін: балкони, навіси, поручні. Вони є причиною високих втрат тепла, оскільки дуже добре його проводять. Стикаючись з теплим шаром стіни (під шаром ізоляції), вони відводять з нього тепло назовні. Тому рекомендується уникати кріплення будь-яких металевих елементів безпосередньо до зовнішніх стін. Містком холоду є також будь-яке місце на фасаді, даху або в підлозі на грунті, яке з якихось причин було утеплено більш тонким, в порівнянні з іншими огороджувальними конструкціями, шаром ізоляції. Поширена помилка - це відмова від утеплення плити балкона, є продовженням перекриття.
Вентиляція
У пасивному будинку має бути встановлена вентиляція з рекуперацією тепла, оскільки воно у великій кількості відводиться з приміщень разом з відпрацьованим повітрям. Система вентиляції з рекуперацією тепла дозволяє заощадити кілька тисяч кіловат-годин енергії на рік порівняно з будинком з природною вентиляцією, яка зазвичай встановлюється в типових будинках. В основі системи лежить рекуператор - пристрій, оснащений двома вентиляторами, один з яких нагнітає в приміщення свіже повітря, а інший відводить забруднене повітря, а також теплообмінником, в якому тепло з відводиться повітря передається свіжому повітрю, вступнику в приміщення. Рештою елементами системи є канали, по яких повітря транспортується в приміщення і з них, вентиляційні решітки та прилад, керуючий роботою рекуператора. Вартість системи вентиляції з рекуперацією тепла становить від 23 тисяч гривень, але її використання дасть значну вигоду. Варто відзначити, що при обговоренні питання економії, пов'язаної з використанням рекуператора, завжди дається інформація про зниження витрат на опалення, але опускається те, що вентилятори споживають значну кількість електроенергії.
Система вентиляції з рекуперацією тепла відіграє дуже важливу роль, тому що, крім повітрообміну, вона виконує ще й функцію системи опалення. У каналі, по якому транспортується повітря, що нагнітається в приміщення, монтується ТЕН (він вже згадувався на початку статті). Саме ТЕН повинен бути єдиним традиційним джерелом тепла в пасивному будинку. Беручи до уваги його невисоку потужність (у межах 10 Вт / м опалювальної площі), найбільш оптимальним варіантом представляється його робота від електрики. Щоб трохи зменшити навантаження на ТЕН і знизити рахунки за електроенергію, рекомендується побудувати грунтовий теплообмінник, в якому нагнітається в приміщення свіже повітря попередньо буде нагріватися теплом, нагромадилися в грунті. Це можливо навіть взимку, оскільки температура грунту на глибині 1,5 м в цей час становить близько 5С, а на початку опалювального сезону - на кілька градусів вище.
Герметичність будинку
Герметичність будинку має велике значення, оскільки всі старання, спрямовані на зниження тепловтрат, не матимуть сенсу, якщо в приміщення буде надходити холодне повітря. Тому єдиним місцем, через яке взимку зовнішнє повітря може потрапляти в пасивний будинок, є отвір для забору повітря вентиляційної системи. Всі отвори повинні бути закриті, а щілини - наприклад, в місці примикання вікон і дверей до стін - ущільнені спеціальними стрічками. У пасивному будинку не можна встановлювати камін, якому потрібно забезпечити приплив свіжого повітря. Як було згадано вище, стулки вікон для пасивних будинків оснащуються додатковими термічними вкладишами. Щоб перевірити, чи відповідає будинок вимогам герметичності, проводять спеціальний тест (Blower-Door Test). Для цього в зовнішніх дверей монтується вентилятор, що створює необхідну різницю тиску між внутрішньою частиною будинку і оточенням (50 Ра). І в цих умовах змиритися обсяг повітря, що проходить. Для проведення цього тесту використовується обладнання, яке є в розпорядженні фірм, що спеціалізуються на виконанні будівельних вимірювань.
Сонячна енергія
Крім тепла, одержуваного в результаті попадання в приміщення прямих сонячних променів, використання сонячної енергії в пасивних будинках полягає у використанні сонячних колекторів, службовців для нагріву води протягом усього року. В українських умовах їх ефективність взимку є невисокою, тому не можна розраховувати на те, що вони будуть єдиним джерелом тепла, використовуваним для цих цілей. Отже, в пасивному будинку без традиційного джерела тепла, такого як котел, систему підготовки гарячої води найкраще доповнити ТЕНами, які монтуються в баку гарячої води. Сонячні колектори - це прекрасне джерело безкоштовної енергії (навіть з огляду на сильну залежність його функціонування від примх погоди). Проблемою залишається лише вартість повністю укомплектованою системи для будинку, де проживають 3-4 людини, - складно знайти фірму, яка запропонує її за ціною нижче, ніж 30 тисяч гривень.
У великому - простіше
Істотним, але недостатньо чітко представленим в матеріалах, що пропагують пасивне будівництво, є питання форми будинку. Досягти низького показника енергоспоживання набагато легше в будинках з компактною формою. Це будинки, які мають мінімальне співвідношення площі огороджувальних конструкцій до обсягу будинку. Це характерно для великих багатоквартирних будинків - блокових і панельних - саме такими є вже побудовані пасивні будинки, в яких дослідження фіксують фактичне енергоспоживання на передбаченому рівні. Щоб досягти такого ж показника потреби в тепловій енергії, будинок на одну сім'ю повинен мати набагато краще ізольовані зовнішні стіни, ніж великий багатоповерховий будинок. Отже, будівництво пасивного будинку на одну сім'ю є менш рентабельним.