Энергоэффективный пассивный дом

Что такое пассивный дом – это дом с чрезвычайно малым энергопотреблением примерно 15 кВтч/м² у год, этот показатель считается основным при возведении пассивного дома и дает полное основание считать такое сооружение формой строительства лучше всего подверженной регуляции.

Существуют несколько основных параметров характерных для создания пассивного солнечного дома:

1. Ориентирование фасада на юг, это разрешает максимально полно использовать солнечную энергию. Именно пассивное использование солнечной энергии и полное отсутствие затененности позволяет максимально воспользоваться возможностями сооружения.
2. Герметичность на уровне n50<0,6/ч.
3. Рекуперация тепла при вентиляции, экономия тепла ≥75%
4. Конструкция окон герметично примыкает к стенам, главное, их предназначение, сохранение тепла и получение достаточного количества солнечного света, а не проветривание. Размеры теплоизолирующих оконных профилей сведены к минимуму. Коэффициент теплоотдачи всего окна (UW) <0.8 Вт/(м²К); значением энергопроницаемости около 50%.
5. Остывание пассивного дома при наружной температуре -15^оС и неработающем отоплении не превышает 1^оС в сутки.
6. Подогрев воды с помощью солнечных коллекторов или теплового насоса.
7. Пассивный подогрев воздуха с помощью грунтового теплообменника.
8. Отсутствие мостиков холода.
9. Компактность строения, соответствует низким затратам на отопление.
10. Цена постройки пассивного дома в сравнении с обычным домом на 15% выше.
11. Снижение вредных выбросов на 65%.

Рис №1. Энергосберегающий пассивный дом

Проектирование пассивного дома

Выполнение проекта пассивного дома, значительно сложнее чем проектирование обычного здания.

В документацию проекта входят следующие составляющие, это:

1. Архитектурный проект, соответствующий нормам законодательства.
2. Проект армирования сообразно статистическим расчетам.
3. Проектирование инженерных сетей.
4. Описание процесса строительства, с полным списком используемых материалов.

Рис №2. Современные технологии, принятые в проектировании энергосберегающего пассивного дома

Инновационное строительство требует интегрированной разработки проекта с абсолютно согласованной работой всех участников проекта.

Стоимость проектирования пассивного дома. Цена зависит от отапливаемой площади строящегося объекта. Площадь потребления солнечной энергии, существенно ниже примерно на 20-30% чем общая жилая площадь дома и полностью зависит от архитектуры здания. В эту площадь не включается вспомогательные помещения: гараж, тамбура, погреб и других подсобок.

Рис №3. Проект пассивного дома, типового с гаражом и бассейном для одной семьи

Выбор оптимального решения проекта пассивного дома зависит от правильного решения нескольких задач по проектированию.

Осуществление правильной ориентации. Принимается направление на географический полюс, а не на магнитный.

При проектировании производится расчет значений коэффициентов теплоизоляции и инфильтрации. Высчитываются коэффициенты теплового сопротивления стен, пола, потолка, твердой теплоизоляции по периметру фундамента, теплового сопротивления твердой теплоизоляции, размещенной снаружи стены отапливаемого подвала или обвалованного землей, стены.

Производится расчет коэффициентов воздухообмена, подсчитывается количество слоев остекления окон, расположенных со всех сторон света.

Находится коэффициент отопительной нагрузки и коэффициент нагрузки коллектора, подсчитывается площадь пассивного солнечного коллектора.

Рис №4. Основные параметры характерные для пассивного дома

Пассивный дом — технологии

Солнечный обогрев производится прямым способом через окна,относящиеся к южной ориентации, они называются солнечными окнами. Окна выполняются в традиционном открывающемся виде или глухих окон,изготовленных в качестве стандартных изолирующих стеклянных панелей, расположенных на южном фасаде.

Некоторое количество теплоты используется моментально, остальная, избыточная теплота запасается другими элементами помещения: стенами, полом, потолком, мебелью, которые излучают тепло в пространство в любое время суток. Увеличение эффективность системы происходит при условии повышения термической массы строительного материала из которого изготовлены элементы этого помещения.

Рекомендуется устанавливать термическую массу для рационального нагрева, то есть как под воздействием прямых солнечных лучей и за пределами помещения (нагрев конвекцией воздуха). Такая технология подразумевает соотношение между площадями поверхностей теплоаккумулирующей массы и остекления южной ориентации 6:1.

Применение солнечного обогрева косвенным способом, применяется для накопления солнечной энергии в какой-либо части дома для обогрева других его зон. Наиболее эффективным способом считается использование стены Тромба, которая находится рядом с остеклением в южной части здания, на расстоянии 75-100 мм. Стена выполняется из материалов очень высокой плотности, который способен эффективно поглощать солнечное тепло, стена окрашивается в темные цвета. Для увеличения поглощения стена Тромба покрывается материалами с селективной поверхностью.

Для лучшей применения стен Тромба и быстрой теплоотдачи, в конструкции стен предусмотрены вентиляционные каналы или трубы. Воздух, который подвергается нагреву в нижней части стены поднимется наверх комнаты, а холодный воздух поглощается с низа комнаты в свободное пространство,находящееся между стеной и остеклением, так образуется конвективная отопительная петля.

Рис № 5. Энергосберегающий пассивный дом, с использованием солярия

Пассивные солнечные концепции

Кроме, стен Тромба, имеющих большую популярность в устройстве систем солнечного обогрева используются солнечные солярии.

К солярию применяются те же правила ориентации, как и к солнечным окнам, расположение строго на юг. Солярий, модифицированный встраивается в южную часть дома. Для предотвращения тепловых потерь, восточная и западная стена закрывают его с боков, окружая другими помещениями, солярий выполняет роль фокуса здания, работая в качестве «солнечного очага». Модификация солярия заключается в создании помещения со скользящими дверями, которые способствуют циркуляции тепла в различные части дома, открывая доступ в соседние помещения обоих уровней.

Вывод: Целесообразность использования пассивных домов есть свершившийся факт, перед которым большое будущее.

Строительство пассивного дома своими руками

При возведении пассивного дома, строительство принимает на вооружение все инновационные технологии по энергоэффективности и энергосбережению, это:

Рис № 6. Инженерные системы, используемые при строительстве пассивного дома

1. Применение для теплоснабжения комбинированной системы, включающей газовый котел и тепловой насос. Для подогрева воды применяется твердотопливный котел, оснащенный двойным циклом, он позволяет полностью сжигать отходы не выделяя дыма.
2. Водоснабжение производится непосредственно из скважины, находящейся в подвальном помещении дома. Горячая вода получается посредством использования солнечного коллектора.
3. Канализация проходит через рекуператор, отдавая тепло. Которое используется для подогрева воздуха.
4. Вентиляция, также оборудована рекуператорами, которые используют тепло из вытягиваемого воздуха, для подогрева воздуха с улицы.
5. В качестве освещения используются светодиодные блоки, с высоким КПД и малым выделением температуры. Для управления осветительными приборами используют датчики движения и присутствия. С системой многофункциональных таймеров.