Пассивный дом - Passive house

Термоизображение обычного здания на заднем
плане и "пассивного дома" - на переднем

"Cамыми экономичными являются полностью
отремонтированные дома, которые оснащены
двухтрубной системой отопления, а учет
потребляемого тепла ведется индивидуально"
[10]

«Пассивный дом является ярким примером использования
бережливой (лин) технологии в быту. В условиях рецессии
экономное использование энергоресурсов весьма актуально.
Однако на пути к этому стоит устаревшее мышление
людей прошлого столетия»  В. Лившиц , 2008 г.

"«Умный дом» – это один из примеров так называемого
 интернета вещей (англ. Internet of Things) – этапа
 развития технологий, когда любые устройства,
 подключенные к Сети, смогут без человеческого
 вмешательства делиться друг с другом информацией
 через Сеть."  [21]
 

    Больше всего  человечество тратит топлива (уголь, нефть, газ) на обогрев зданий и снабжение их горячей водой.[18] В США на жилье и коммерческие здания расходуется 40% от общих расходов  энергии. [9]  Для радикального снижения энергозатрат создан пассивный дом (англ. passive house), а точнее энергоэффективный дом, или экодом,   –  это сооружение с малым энергопотреблением, что практически делает его энергонезависимым. Теплопотери пассивного дома составляют всего 15-25 кВт.час/ кв. м в год (в кирпичном доме старой застройки 250-350 кВт.час / кв. м в год ). В Эстонии  в среднем энергопотребление около  200 кВт.час/кв. м отапливаемой площади в год.[19]
 Хотя затраты на создание пассивного дома значительные, но они быстро окупаются (в течение 7 лет). Директивами ЕСД об энергоэффективности зданий (EPBD) (Европарламент утвердил в мае 2010 года): после 2020 г.  на территории ЕС разрешено будет строить дома только с нулевым или почти нулевым энергопотреблением, для административных здания – после 2018. Поставлена задача снизить выбросы тепла в атмосферу на 20% к 2029 году. [18] . В США, согласно постановлению которое подписал Барак Обама, к 2015 году 15% всех административных зданий должны быть полностью или частично автономными. К 2030 году все административные здания должны соответствовать новым энергетическим стандартам. [18]
 Этого можно достигнуть, главным образом, за счет уменьшения потребления тепла зданиями.

Более точное определение пассивного дома такое: пассивный дом - это дом, который не потребляет энергию на отопления при температуре 0 °С. Чтобы достичь этого необходимо осуществить такие мероприятия в доме:
* сильно утеплить стены дома;
* осуществить теплую конструкцию фундамента;
* сделать необычное крепление окон;
* установить двойные стеклопакеты;
* провести основательную теплоизоляцию крыши;
* оборудовать приточно-вытяжную механическую вентиляцию с возвратом тепла;[15]
  с рекуперацией тепла и системой подземных воздуховодов.
В результате существенно уменьшатся потери тепла зимой и нагрев дома летом.  Воздух в доме будет постоянно иметь влажность 50%, температура + 20 °С круглый год. Воздух будет без пыльцы и других примесей, насыщен кислородом – соответствовать норме EU 7.

В малоквартирных домах и коттеджах можно отказаться от системы центрального отопления и горячего водоснабжения от внешних источников (ТЭЦ), подводки газа. Источником энергии будет электричество из расчета 10 кВт мощности на квартиру. Этого достаточно для отопления, горячего водоснабжения, приготовления пищи,  работы бытовых приборов и вентиляции.

Пассивный дом обладает рядом существенных преимуществ:

* Экономичность -  нет затрат на установку сетей центрального отопления и газа, затраты электрической энергии на отопление пассивных домов в 7-12 раз меньше, чем в кирпичных домах традиционной постройки.
 
* Энергобезопасность -  пассивные дома можно строить без использования сетей газа и теплоцентралей. Нужна только вода и электроэнергия в  размере 10 кВт на дом или квартиру. Пассивный дом остывает на 1°С в сутки при температуре наружного воздуха -15°С,
поскольку массивные несущие стены,  плиты пола первого этажа и междуэтажные перекрытия являются хорошими аккумуляторами тепла. Пассивный дом полностью энергонезависимым. Он с децентрализованным энергоснабжением.

* Экологичность - в них применяются современные строительные материалы и конструкции и новейшее инженерное оборудование. Чистый, тёплый свежий воздух, тёплые стены и полы.

* Электро-энергосбережение за счет установки энергосберегающих  светодиодные светильники (LED-светильники), которые  потребляют в 3 – 5 раз меньше энергии,их не нужно особым образом утилизировать, хорошо переносят перепады напряжения, механические воздействия и способны работать в широком диапазоне температур. [17]

*Вырабатывать энергию здание будет с помощью трех видов оборудования: солнечных батарей, тепловых насосов и ветрогенераторов.[18]

 Энергоэффективные дома имеют уже достаточно давнюю историю.  Первое упоминание о пассивных домах появилось в преддверии энергетического кризиса 74-75 года прошлого века. В 80-х годах прошлого столетия американский исследователь Дэвид Opp (David Orr) разработал четыре принципа  экологичности и энергоэффективности зданий:         
* пассивное здание должно производить больше электрической энергии, чем использовать;
* энергия и материалы должны использоваться с максимальной эффективностью;
* здание должно использовать материалы, произведенные без ущерба или с минимальным ущербом для окружающей среды;
* здание должно обеспечивать строгий учет стоимости его эксплуатации.
 Концепция пассивного дома была разработана  в те же годы и архитектором из Германии Вольфгангом Фейстом. В 1996 году создан «Институт пассивного дома» в городе Дармштадт    Экспериментальное энергоэффективное здание было построено в 1972 году в Манчестере (США). Там был построен дом кубической формой, что обеспечивало минимальную поверхность наружных стен, площадь остекления не превышала 10 %. В США  «нулевые» и «почти нулевые» дома есть в десяти штатах.  В 1973—1979 годах был построен энергосберегающий комплекс «ECONO-HOUSE» в городе Отаниеми, Финляндия.Там также уже функционируют несколько больших автономных зданий, в частности, студенческое общежитие в Куопио и дом инвалидов в Ярвенпяа. Площадь обоих зданий более 2000 кв. метров каждое. Ну а недавно возведенный дом пенсионеров в Лахти площадью более 16 500 кв. метров относится к категории домов с почти нулевым потреблением.  В Германии практически не осталось энергонеэффективных зданий, а с 2002 года все новостройки должны быть домами с низким потреблением энергии. Такой дом на одну семью расходует на отопление не больше 90 кВт.ч на кубометр в год. В Германии в рамках специальной государственной программы возведено уже более 6 тысяч «пассивных» зданий. На эти цели немецкий застройщик может получить 50 тыс. евро ссуды по специальной процентной ставке 2% в год. В Дании уже сейчас возводятся здания, при эксплуатации которых расходуется 16 кВт.ч/кв. м в год.  Аналогичные программы действуют и в других европейских странах и США. В Иране в 2011 году компания Energy Payesh House совместно с тремя другими фирмами начала строительство типового «нулевого» здания для последующего тиражирования по всей стране. В том же году в Тегеране начали строительство 24-этажного офисного центра, который будет энергонезависимым за счет собственных солнечных батарей и ветрогенераторов. Постройку здания финансирует компания OIIC, которая собирается разместить там свою штаб-квартиру.[18] Во всём мире к 2006 году построено более 6000 пассивных домов. Большая их часть находится в Европе. В Австрии 15% пассивных домов (2010 г.)[5] В Европе 20 тыс.(2012 г.) энергосберегающих домов. Больше всего их в Германии и Австрии (17 тыс.). В Эстонии в 2009 году реновирован детский сад по принципам пассивного здания. В Таллинне под руководством ученых Таллиннского технического университета ведется подготовка к перестройке 60-квартирного жилого здания также по принципам пассивного дома. В Вимси (Эстония)строится первый многоквартирный дом, спроектированный по экологическому принципу. Его энергосбережение будет класса Б(50% экономию потребления тепло- и электроэнергию). В Москве уже построено несколько экспериментальных зданий с использованием технологии пассивного дома (жилой дом в Никулино-2). Демонстрационный проект такого дома также построен под Петербургом. Начато строительство первого посёлка пассивных домов под Санкт-Петербургом. В СПб строят энергоэффективные дома. Энергоэффектинвный дом на территории СПб университета (СПбГТУ. ) - главный проектировщик финская компания SPU Oy. Здание с современной теплоизоляцией из пенополиуретана. В России предусмотрено  к 2020 году потребление электрической и тепловой энергии, а также воды, во всех новых домах уменьшить на 45% (в 2011 году оно должно снизиться на 15%, в 2016 г. – ещё на 15%, а с 2020 г. – ещё на 10%). Сейчас этот показатель составляет 400-600 кВт.ч/кв.м в год.
В России построен первый энергосберегающий дом ("Активный дом") на территории подмосковного пригородного посёлка «Западная Долина».  «Активый дом» (датский проект) - наиболее прогрессивный на сегодняшний день в России проект энергоэффективного жилого дома. Он объединяет три основных принципа концепции Active House - энергоэффективность, здоровый микроклимат и бережное отношение к природе. Качественная теплоизоляция и передовые строительные технологии обеспечивают минимальное энергопотребление  33 кВтч/м2 в год.(в 5 раз ниже СНиП), расход энергии с учетом всего энергопотребления — около 90 кВтч/м2год. Активный дом вырабатывает больше энергии, чем потребляет.  Отопление и горячее водоснабжение дома предусмотрено через геотермальный тепловой насос и солнечные коллекторы, в доме большое количество дневного света (КЕО в 10 раз выше нормы), применяется гибридная вентиляция с рекуперацией тепла, солнечные батареи, система «умный дом». Все инженерные системы интегрированы в единую автоматизированную систему управления домом, которая измеряет и контролирует температуру, освещенность, уровень CO2 и влажности.  [13][14] По утверждению разработчиков такой дом окупает себя за 30 лет.

 В России принята программа “Энергоэффективный город”. Каждый новый жилой дом будет приниматься в эксплуатацию только при наличии энергетического паспорта и будет приниматься особой теплотехнической комиссии.[7]
 «Знамением времени можно считать и решение нового мэра Москвы Сергея Собянина, пообещавшего в минувший четверг (21.10.2010) ввести строительные нормы, которые увеличат энергоэффективность новых жилых домов и офисных помещений на 30 процентов»
                Джеймс Брук [1]



В Европе существует следующая классификация энергосберегающих домов:
 
*Дома низкого энергопотребления  - расходуют на 50% энергии меньше, чем стандартные здания,
*Дома ультранизкого энергопотребления - расходуют на 70-90% энергии меньше, чем обычные здания. 
*Дома, генерирующие энергию - производят электричество для собственных нужд, хорошая теплоизоляция, солнечные батареи
*Дома с нулевыми выбросами CO2 - дом сам обеспечивает себя энергией из возобновляемых источников.



 Поскольку технология строительства   пассивных зданий быстро совершенствуется, а также создаются эффективные новые строительные материалы с низкой теплопроводностью, то в ближайшие годы энергоэффективные здания послужат основой резкого снижения энергопотребления во многих странах. Этому будет способствовать и рост цен на энергоносители, а также необходимость снижения парниковых газов. Несомненно, инициаторы создания первых пассивных зданий в мире будут увенчаны Нобелевской премией.

ССЫЛКИ
1. Джеймс Брук.  Россияне изменили свое отношение к глобальному потеплению (22 октября 2010 ГА)

2. Что такое энергоэффективный дом?  
3. В Виймси построят энергосберегающий многоквартирный дом
 В каждой квартире есть индивидуальная принудительная вентиляция с возвратом тепла, система накопления дождевой и талой воды (используется для полива), а также направление воды в сливной бачок унитаза.

4. Пассивный дом (Passive House) (www.ecoteco.ru/?id=21)

5. Технология "пассивного дома" приходит в Эстонию  
6. Пассивный деревянный дом в Нижегородской области
(http://portal-energo.ru/articles/details/id/358)

7. Строительная компания БудЭст (http://budest.com.ua/2011/03/passivnyj-dom-v-rossii/)

8. Дом будущего - уже сегодня!
(http://www.know-house.ru/avtor/kbe13.html)
Пассивный дом - это, в первую очередь, комплексный подход к энергосбережению жилища. Более 20 лет назад американский исследователь Дэвид Opp разработал концепцию здания, отвечающего самым высоким требованиям экологичности и энергоэффективности. Основные составляющие пассивного дома таковы:
• применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче для сокращения непродуктивных потерь тепла;
• организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров, использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне;
• использование природных источников энергии для отопления и горячего водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).
Наибольшим практическим опытом реализации проектов пассивных домов обладают страны Западной Европы, и в первую очередь, Германия.
Годовой расход тепла такого дома составляет менее 15 квтч/м3. Для сравнения, на отопление российских домов требуется до 300 квтч/м3 год. На настоящий момент более 4000 зданий по всей Германии признаны соответствующими критериям пассивного дома.
появился термин "трехлитровый" дом. На отопление 1 м2 площади такого дома расходуется всего 3 л жидкого топлива в год. Это в 2,5 раза меньше по сравнению с действующими в Германии нормами энергопотребления.

9. В США проводится конкурс по энергосбережению
В США на жилье и коммерческие здания расходуется 40% от общих расходов  энергии.

10. Исследование: отремонтированный дом существенно снижает затраты на отопление
Cамыми экономичными оказались построенные в 1960-70 годах панельные дома, которые были полностью или частично отремонтированы. "Затраты на обогрев одного квадратного метра составляли в районе 12,2-45 Кв/час. В среднем это составляет 25,3 кв/час
Cамыми экономичными являются полностью отремонтированные дома, которые оснащены двухтрубной системой отопления, а учет потребляемого тепла ведется индивидуально.

11. Через десять лет разрешат строить дома только с нулевым потреблением энергии
(http://rus.postimees.ee/?id=432868)

12. «Треугольник»: утепление панельных домов не всегда оправдано
13.ОТКРЫТИЕ ПЕРВОГО В РОССИИ «АКТИВНОГО ДОМА» (HTTP://WWW.UAR.RU/NEWS/97/759/)
«Активый дом» - наиболее прогрессивный на сегодняшний день в России проект энергоэффективного жилого дома. Он объединяет три основных принципа концепции Active House - энергоэффективность, здоровый микроклимат и бережное отношение к природе. Качественная теплоизоляция и передовые строительные технологии обеспечивают минимальное энергопотребление (в 5 раз ниже СНиП), отопление и горячее водоснабжение дома предусмотрено через геотермальный тепловой насос и солнечные коллекторы, в доме большое количество дневного света (КЕО в 10 раз выше нормы), применяется гибридная вентиляция с рекуперацией тепла, солнечные батареи, система «умный дом». Все инженерные системы интегрированы в единую автоматизированную систему управления домом, которая измеряет и контролирует температуру, освещенность, уровень CO2 и влажности.

14. Энергопотребление первого в России "активного" дома в пять раз ниже стандарта
 (http://www.esco-ecosys.narod.ru/2011_8/art150.htm)
Потребление тепловой энергии здесь снижено в пять раз и составляет 33кВтч/м2 в год. Расход энергии с учетом всего энергопотребления — около 90 кВтч/м2год.

15. Новая вентиляция помогает отапливать дом
Жизнедеятельность человека повышает уровень влажности, в квартирах может появиться плесень. Утепление дома дает экономия энергии 51,5%. Вентиляционная система с функцией возврата теплого воздуха использует тепло  для отопления помещения и нагрева воды. Система вытягивает из квартиры отрегулированное количество воздуха, удаляя из нее излишнюю влагу. Через несколько устройств накопленное тепло направляется обратно в отопительную систему дома.

16. Экодома будущего
В Вашингтоне прошел международный конкурс по строительству домов на солнечных батареях. Девятнадцать университетских команд попытали свои силы в 10 различных категориях. Студенты из Мэриленда победили в конкурсе по строительству домов на солнечных батареях.

17. Инновациив каждый двор. СПб Ведомости Выпуск  № 049  от  21.03.2012 По сравнению с традиционными источниками света аналогичной светоотдачи светодиодные светильники (LED-светильники)  потребляют в 3 – 5 раз меньше энергии, и их (в отличие от люминесцентных ламп) не нужно особым образом утилизировать. Кроме того, светодиоды хорошо переносят перепады напряжения, механические воздействия и способны работать в широком диапазоне температур, в том числе при сильном морозе. Близ поселка Симагино в Выборгском районе Ленобласти появился коттеджный поселок, полностью освещенный светодиодами, – Малая Малиновка. Специалисты подсчитали, что благодаря энергосберегающим светильникам за год его жители могут сэкономить на электричестве до 158 тыс. рублей.
Пока населенные пункты со светодиодным освещением существуют только в Японии и США.
Дома в поселке вообще считаются «умными». Они построены из газобетона с полами, оборудованными системой водяного подогрева. На мобильный телефон собственника раз в месяц приходит SMS со счетом за электричество и воду. В стандартный «умный» пакет входит и опция для забывчивых: хозяйка, которая не помнит, выключила ли она утюг, может послать SMS на специальный номер, и в ее доме полностью отключится электричество.
Также особые датчики засекут проникшего в дом чужого человека, о чем хозяин будет немедленно оповещен с помощью SMS. А в случае пожара SMS-сигнал одновременно поступит как на телефон владельца дома, так и на пульт пожарной части.

18. Сам произвожу, сам и потребляю. СПб Ведомости. Выпуск  № 085  от  16.05.2012
Сейчас 40% всей энергии приходится на жилые и коммерческие здания.
Директива об энергоэффективности зданий (EPBD) ( Европарламент утвердил в мае 2010 года): после 2020 г.  на территории ЕС разрешено будет строить дома только с нулевым или почти нулевым энергопотреблением, для административных здания – после 2018.
В СПб строят энергоэффективные дома. Энергоэффектинвный дом на территории СПб университета (СПбГТУ. ) - главный проектировщик финская компания SPU Oy. Здание с современной теплоизоляцией из пенополиуретана. Вырабатывать энергию здание будет с помощью трех видов оборудования: солнечных батарей, тепловых насосов и ветрогенераторов. В Финляндии уже функционируют несколько больших автономных зданий, в частности, студенческое общежитие в Куопио и дом инвалидов в Ярвенпяа. Площадь обоих зданий более 2000 кв. метров каждое. Ну а недавно возведенный дом пенсионеров в Лахти площадью более 16 500 кв. метров относится к категории домов с почти нулевым потреблением. В Канаде, занимающей пятое место в мире по производству энергоресурсов, в 2008 году стартовало соревнование пятнадцати проектов домов с нулевым и почти нулевым энергопотреблением. Проходит оно при финансовой поддержке правительства, а главная его цель – на практике определить наиболее эффективную технологическую схему для строительства автономного жилья. В США, где уже сегодня «нулевые» и «почти нулевые» дома есть в десяти штатах. На исследования в этой сфере с 2008 по 2012 годы из госбюджета выделено более 40 млн. долларов. Согласно постановлению, которое подписал Барак Обама, к 2015 году 15% всех административных зданий должны быть полностью или частично автономными. К 2030 году все административные здания должны соответствовать новым энергетическим стандартам. Дома с нулевым энергопотреблением строят сейчас даже в Иране, где добыча нефти и газа является одной из важнейших отраслей экономики. В 2011 году компания Energy Payesh House совместно с тремя другими фирмами начала строительство типового «нулевого» здания для последующего тиражирования по всей стране. В том же году в Тегеране начали строительство 24-этажного офисного центра, который будет энергонезависимым за счет собственных солнечных батарей и ветрогенераторов. Постройку здания финансирует компания OIIC, которая собирается разместить там свою штаб-квартиру.

19. Самый пассивный дом Эстонии
Стандарт пассивного дома требует, чтобы теплопотери через ограждающие поверхности не превышали 15 кВт•ч с одного кв. метра отапливаемой площади в год. Энергопотребление обычных жилых домов Эстонии составляют в среднем примерно 200 кВт•ч с с одного кв. метра отапливаемой площади в год.
60х200=12000 кВт.ч т.е. 1474 куб. м газа в год на квартиру.    1кВч = 859,8 ккал 
У меня:
4389 – 3924 = 465 куб.м газа за год .т.е. 7.75 куб.м на 1 кв.м площади за год 7.75х7000= 54250 ккал/год: 859.8= 63.15 кВч/кв.м моей квартиры за год
Эл. энергии за год 823 кВч  823:60 = 13,7 кВч/кВ.м за год . Всего 63,15+13,7= 76.85 кВч/кВм.год
В квартире 28 ребер батарей т.е 28: 60 =0,47 ребра/кВ.м т.е. 4,6:0,47= 9,79 кв.м общего тепла.       В коридоре 138 ребер. На 1 квартиру 138:30 = 4,6 ребер. Общее тепло составляет 16% от тепла квартиры. Всего: 76,85 х 1,16 = 89,146 кВч/кВ.м год.

20. Пассивный дом требует утепления

21.Больше можно не беспокоиться, выключен ли дома утюг – "умный дом" появился и в Эстонии


 «Умный дом» – это один из примеров так называемого интернета вещей (англ. Internet of Things) – этапа развития технологий, когда любые устройства, подключенные к Сети, смогут без человеческого вмешательства делиться друг с другом информацией через Сеть.