Пассивный дом проекты

Миф о «пассивном доме»

«Пассивный дом» — модный термин на рынке малоэтажного домостроения. Что за ним стоит: маркетинговые технологии или реальный способ снизить теплопотери зданий? 

В нашей стране словосочетание «пассивный дом» вошло в обиход недавно. Под ним понимают здания, в которых расходы на отопление сведены к минимуму, то есть уменьшены примерно в десять раз по сравнению с теми тратами, которые сегодня несет среднестатистический домовладелец. 

Термином пользуются в основном производители стройматериалов, которые обещают воплотить этот принцип в жизнь. Тема особенно близка компаниям, выпускающим теплоизоляцию. 

От качества именно этого конструктивного элемента, по их мнению, зависит экономичность эксплуатации здания. Компании URSA, ROCKWOOL, IZOVER и другие заявляют, что в их арсенале есть конкретные решения. Впрочем, реализованных проектов даже в Европе пока не так много. 

Идеальное тепло

В середине 1990-х в немецком городе Дармштадт был основан Институт пассивного дома. Его экспертам принадлежат основные разработки в сфере строительства энергоэффективных зданий. Они же определили стандарт, согласно которому теплопотери на таких объектах не должны превышать 15-25 кВт/час на 1 кв.м отапливаемой площади в год. Например, для обычного кирпичного дома нормой считается 200-300 кВт/час на «квадрат». 

Главным двигателем идеи стала забота об экономии энергоресурсов. Позже к числу ее сторонников присоединились экологи, приветствующие сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу. 

В теории «пассивный дом» отличается от обычного не только качеством теплоизоляции. Особые требования предъявляются к его конструктивным особенностям, качеству окон и дверей, инженерному оснащению. 

Вместо традиционных источников энергоснабжения предлагается использовать альтернативные, например солнечные батареи или же системы, которые черпают тепло из недр земли. Есть немало экспериментальных проектов, в которых в той или иной степени реализованы эти идеи. 

Например, в Хельсинки построен экологический многофункциональный комплекс VIKKI, при сооружении которого использовались системы рекуперации тепла (теплый воздух не просто уходит через систему вентиляции на улицу, а используется для подогрева вновь поступающего), солнечные коллекторы, эффективная теплоизоляция и т.д. 

Впрочем, по мнению многих экспертов, на практике добиться желаемых результатов почти никогда не удается. Например, специалисты петербургского проектного института СПбЗНИиПИ рассказывают, как датская компания Rockwool, ориентируясь на стандарты «пассивного дома», построила исследовательский центр в Хедекусене. Чтобы сократить потребление энергии по сравнению с действующими нормативами почти в четыре раза, она решила не экономить на изоляции: толщина применяемых на стенах и крыше утеплителей варьировалась от 25 до 50 см. 

Кроме того, были использованы энергоэффективные оконные конструкции, и даже само здание расположено таким образом, чтобы все большие окна находились с южной стороны. Несмотря на все усилия инженеров теплопотери здания оказались в несколько раз выше расчетных. Не учитывалось наличие мостиков холода, а также потери тепла посредством естественной вентиляции. 

Трудности перевода

Само понятие «пассивный дом» весьма условно. В нынешних российских нормативах нет требований к теплопотерям с 1 кв.м. Есть, например, допустимый коэффициент термического сопротивления ограждающих конструкций, определяемый для каждого региона. Но насколько здание в целом окажется экономичным (с учетом вентиляции, площади остекления и т.д.), никто не просчитывает. 

Показателен опыт наших финских соседей. Они систематизировали требования к энергоэффективности зданий. Чтобы дом отвечал стандартам «пассивного», он должен соответствовать определенным критериям теплопроводности стен, перекрытий, окон, дверей, кровли и т.д. 

Финское правительство ужесточает эти требования, но даже в этой стране до массового строительства «пассивных зданий» еще далеко. «Пока мы переходим к возведению домов с низким энергопотреблением (low energy houses), — говорит Янне Йормалайнен, заместитель исполнительного директора финской компании SPU. — К ним предъявляются менее жесткие требования, чем к «пассивным домам» (допускаются теплопотери 40-45 кВт/кв.м в год). С 2010 года финские строители вынуждены будут работать по этим нормам». 

В России термин «пассивный дом» чаще всего применяется в отношении малоэтажной застройки. Например, им любят пользоваться компании, предлагающие многослойные стеновые конструкции с использованием эффективных утеплителей. «Но ограничиваясь только усиленной изоляцией, нельзя позиционировать свой дом как «пассивный», — замечает г-н Йормалайнен. 

Впереди планеты всей

Тем временем в Петербурге нашлись специалисты, утверждающие, что уже построили несколько «пассивных домов» близ Северной столицы и что вскоре в Ленобласти появится целый коттеджный поселок «Киссолово», при застройке которого будут использованы эти технологии. Подрядчиком на объекте выступает компания «Пассив Хаус». Во всех зданиях она делает усиленную теплоизоляцию, монтирует дорогую систему вентиляции, обещая, что теплопотери составят не более 15-25 кВт/час на 1 кв.м отапливаемой площади в год. 

Стена в разрезе выглядит так: 250 мм газобетона, 150—пенополистирола Knauf, плюс облицовочный кирпич. Кроме того, тщательно утепляются подвал и кровля, в доме монтируют систему искусственной вентиляции с рекуператором тепла, а также систему подземных воздуховодов (использует тепло земли для дополнительного обогрева дома). 

«Мы тесно сотрудничаем с немецким институтом и уже реализовали несколько проектов в Ленобласти, — говорит Юрий Гоняев, представитель ООО «Пассив Хаус». — У нас есть расчеты для всех конструкций, но мы их не афишируем. Это технологический секрет, который нас кормит. Покупателям даем гарантийный сертификат, что теплопотери с квадратного метра не превысят 25 кВт в год». 

Опрошенные «НП» эксперты скептически отнеслись к таким заявлениям: пока они документально не подтверждены, то и обсуждать особо нечего. «Мы не собираемся ничего доказывать теоретикам, — парирует г-н Гоняев. — Ведь каждый покупатель сам почувствует комфорт и реальную экономию. Для отопления комнаты площадью 40 кв.м требуется всего два конвектора мощностью 600 ватт каждый. Они позволяют даже в сильный мороз поддерживать температуру 22-24 градуса, идеальную для человека». 

Стоимость строительства «пассивного дома» площадью около 120 кв.м в компании оценивают в 3,6 млн рублей. Но вычленить из этой суммы переплату за усиленную теплоизоляцию и «прокачанную» инженерию они не берутся. 

«Могу лишь сказать, что эти затраты окупятся очень быстро. Например, рекуператор тепла стоит недешево — около $2500, а вместо одного слоя теплоизоляции мы прокладываем три, зато в таком доме не нужен дорогостоящий котел, не придется тратиться на газ или дизельное топливо», — констатирует Юрий Гоняев. 

Примечательно, что даже специалисты компаний, выпускающих изоляционные материалы, сомневаются, чтореальные теплопотери могут составить 15 кВт/кв.м в год. 

«Таких домов в России пока нет», — говорит Татьяна Смирнова, технический специалист компании Rockwool. 

В дальнейших прогнозах эксперты осторожничают. Ведь энергоносители у нас стоят меньше, чем в Европе, да и консерватизм сказывается: многие покупатели просто не верят, что без котла можно протопить большой особняк. 

«Впрочем, частично технологии «пассивного дома» могут быть выгодны уже сегодня», — говорит Александр Буянов, руководитель учебных центров компании «УРСА Евразия». По его словам, из всех альтернативных способов экономии теплоизоляция является самым выгодным.

Миф о «пассивном доме»

Есть конкретные исследования европейской фирмы Ecofys, показывающие окупаемость такого проекта. Например, крыша частного дома на одну семью изолирована за 30 евро/кв.м (у нас их порой вовсе не утепляют. — «НП»). 

Благодаря этому экономия энергии при индивидуальном отоплении составляет 7,5 евро/кв.м в год, то есть вложения окупятся через четыре года. «Конечно, в России расходы на отопление не столь высоки, однако не стоит забывать, что цены на энергоносители растут и в скором времени эта формула станет справедливой для отечественного рынка», — считают эксперты «УРСА Евразия». 

Мнения экспертов 

Александр ГОРШКОВ,

руководитель лаборатории технологических исследований ООО «НТЦ «Технологии XXI века»: 

– «Пассивный дом» — это удачный маркетинговый ход компаний, продвигающих определенный вид продукции.

Это идеализированное представление о качестве жизни, пока еще далекое от реальности. В действительности теплопотери будут в два-три раза выше расчетных. Это связано с целым рядом объективных факторов, как, например, высокая неточность расчетных методов, неучтенные теплопроводные включения, качество работ. К тому же компании, продвигающие этот рекламный продукт, не говорят о затратах на содержание дома, а также инженерных систем (их наладку, ремонт, диагностику и т.д.). 

Александр БУЯНОВ,

руководитель учебных центров компании «УРСА Евразия»: 

– Несколько небольших строительных фирм заявляли о реализации в России проектов «пассивного дома», но я их пока не видел. Думаю, что у нас нет построек, полностью соответствующих немецким требованиям. Прежде всего, эти технологии актуальны для малоэтажного строительства, особенно для домов на одну семью. Однако и при многоквартирной застройке можно следовать принципам «пассивного дома». 

Другой вопрос, что полностью воплотить эту идею в России довольно сложно. Дело в высокой стоимости независимых энергоустановок (солнечных батарей, ветряков) и в отсутствии экономического стимулирования со стороны государства. 

Юрий ГОНЯЕВ,

представитель ООО «Пассив Хаус»: 

– Мы на практике доказали, что строить «пассивные дома» можно. Хотя, даже если мы покажем расчеты, многие в них усомнятся. 

Татьяна СМИРНОВА,

технический специалист компании Rockwool: 

– У нас нет информации о построенных в России «пассивных домах». Даже просто энергоэкономичных не так много: сказывается отсутствие механизмов стимулирования и проработанных концепций энергосбережения. Но все же есть факторы, способствующие развитию этих технологий: растет количество частных домовладельцев, заинтересованных в экономии, стал доступным западный опыт в этой сфере, появляются новые энергосберегающие технологии и материалы, увеличиваются тарифы на отопление. 

Однако сегодня нет официально утвержденных на международном уровне определений энергоэффективного и «пассивного дома». В разных странах — они свои.

Роман Денисов 

Пассивный дом

Преимущества пассивного дома

Если в двух словах охарактеризовать, что такое пассивный дом — это энергоэффективное сооружение, с малым потреблением энергии. В таких домах расходуется примерно 10 % от энергоресурсов обычных домов. Идеальный вариант пассивного дома, это когда вся энергосистема вообще не требует никаких дополнительных источников, для поддержания нужной температуры. Отапливается дом благодаря выделяемому людьми теплу, а также бытовыми приборами и различными альтернативными источниками потребляемой энергии. Горячая вода подается с помощью тепловых насосов от солнечных коллекторов, т.е. за счет устройств возобновления энергии.

Проектирование пассивных домов

Но это в идеале, на практике все немного сложнее и трудозатратней. Хотя существующие разработки позволяют добиться высокой эффективности энергосбережения, однако до полного самообеспечения еще далеко. Самый первый пассивный дом был построен в Германии, в Дармштадте, в 90-е годы минувшего века.

Ярким примером такого дома может послужить красочная иллюстрация, где с южной стороны имеется большая площадь покрытая стеклом и солнечными батареями на крыше. Батареи воспроизводят энергию для хозяйственных нужд жильцов. Так как люди столкнулись с существенной проблемой поиска замены углеводородам, поскольку их запасы не возобновляются, задача энергосбережения ресурсов принимает общегосударственный оборот. Поэтому самым эффективным вариантом добиться положительных результатов, является внедрение энергосберегающих систем в домах. 
Основные критерии экодома установлены немецким "Институтом пассивного дома" в городе Дармштадт и его основателем, профессором Файстом.

Согласно этим показателям, дом должен соответствовать следующим требованиям:

• низкий коэффициент теплопередачи;
• изоляция мостов холода;
• компактность сооружения.
• применение солнечной энергии с южной стороны.
• многокамерные стеклопакеты;
• особая герметичность здания;
• возврат тепла более чем на 75%.

При строительстве пассивного дома в Москве и по всей России, указанные параметры не должны изменяться, так как уменьшение или отсутствие одного из показателей, повлечет за собой существенное охлаждение всего строения и не будет эффективным при эксплуатации дома.

Многие риелторы используют термин "пассивный дом" с целью увеличения количества продаж и завышения цен на недвижимость. Поэтому, покупатель при выборе недвижимости, должен реально понимать, что ему предлагается и какой смысл вкладывается в понятие "энергосберегающие технологии". Также, при приобретении дома, следует ознакомиться с проектом строительства, из которого можно узнать о применении энергосберегающих материалов и технологий.

Выбор участка под строительство

Одним из основных требований при строительстве экодома, является рассчитанный подбор земельного участка, где будет возведено здание. При проектировании пассивного дома для России следует обращать внимание на ландшафт земельного участка.

Это также будет способствовать сокращению строительных расходов. Самым подходящим участком будет место, к которому можно привязать проект дома с южной, незатененной стороны. Поблизости такого места не должны находиться иные строения или естественные насаждения, чтобы дом беспрепятственно подпитывался солнечной энергией и светом. Самым оптимальным будет строительство экодома на холмистой местности или возвышенности. Застройщику следует учесть скорость порывов ветра и обратить особое внимание на "розу ветров", так как здание, построенное на возвышенности, будет постоянно подвергаться порывам ветра, а тепло будет выдуваться. Поэтому, дом следует расположить на склоне, чтобы тепло из него не выходило.

Фундамент для дома

Основой любого строения является фундамент. Это правило относится и к строительству экодома, но в отличие от обычного строительства, он здесь должен быть намного теплее и практичней. Для этого используются современные материалы — пеностекло или экструдированный полистирол с особой прочностью при сжатии. Теплопередача конструкции фундамента должна быть минимальной, поэтому вместо ленточного фундамента следует применять фундаментную плиту. Под такой плитой укладываются теплоизоляционные материалы.

В холодный период времени промерзание грунта колеблется от 0,8 до 1.2 м. Поэтому выборка земли должна соответствовать этим размерам, с последующей укладкой геотекстиля на дно.

Следующим слоем будет укладка морозостойкого материала: щебня, либо ему подобных сыпучих компонентов. Здесь — же располагаются канализационные и иные трубы, а также электрокабеля и телефонная связь.

Далее алгоритм действий таков — выровненный слой покрывается полиэтиленовой пленкой, на которую укладывают изоляцию с особой прочностью. Изоляционный слой должен достигать 15 см. Заканчиваются подготовительные работы армированием фундаментной плиты в соответствии с предварительными расчетами проектировщиков. Следует не забывать об опалубке, которая устанавливается по краям фундамента, и послужит в дальнейшем основанием для изоляции цоколя. Бетонирование позволяет обеспечить пассивный дом защищенным от холода основанием и теплой конструкцией.

Стены пассивного дома

 Правила, по которым производится теплоизоляция дома, достаточно просты, и в представленной последовательности производятся следующие типы работ:

• штукатурка внутренних стен;
• нанесение изоляции;
• штукатурка внешнего покрытия стены.

Минимум энергозатрат должен соответствовать параметрам 0, 15 Вт/(м2K). Еще значимей, если показатель будет соответствовать 0, 10 Вт/(м2K).

Стены энергоэфективного дома для Москвы и любого региона РФ могут быть выполнены из любого материала, как из кирпича, так и из блоков и плит.

Пассивные дома в России: реальность или несбыточная мечта?

Многие застройщики используют даже натуральное дерево. Весь остальной положительный результат достигается путем применения изоляционных материалов, способных сохранять тепло и не пропускать холодный воздух.

Но лучше всего использовать газо или пеноблоки, которые легко поддаются склейке. Так же применима и технология использования термоблоков, с толщиной полистирола не менее 20 см с внешней стороны. Главным фактором является плотная укладка блоков и отсутствия между ними щелей.

Крыша здания

Как и вся конструкция, так и крыша должна быть надежно герметизирована и основательно утеплена. Выполнение работ по кровле аналогично утеплению стен дома. Создание деревянной крыши потребует от застройщика определенных навыков и умений. Так, конструирование крыши из деревянного материала, предполагает наличие достаточно сухого дерева.

С этим могут возникнуть вопросы, так как, экономя на сушках, на строительные площадки поставляется сырой материал, степень влажности в котором достаточно высока. При высыхании в конструкции, оно может деформироваться и повлечь образование щелей. Через щели будет поступать холодный воздух, и программа энергосбережения будет сведена к "нулю".

Теплосберегающие окна

Еще одним основным моментом, который способствует энергосбережению и на который необходимо обратить внимание, это окна дома. Здесь они, помимо функций освещения, выполняют задачу по накоплению солнечной энергии. Аккумулировать солнечную энергию они способны и в зимний период времени. Даже самая стандартная двухкамерная рама способна произвести должный эффект, и насытить помещение необходимым количеством тепла. Пространство между стеклами наполняется инертным газом. Стекла подвергаются металлическому напылению, что в результате способствует получению высокого коэффициента теплопередачи.

Да и монтаж оконной рамы происходит по другой технологии, чем при обычном строительстве. В пассивном доме рама устанавливается во внешний слой изоляции, тогда как в обычном строительстве, окно устанавливается в кирпичной кладке. Именно благодаря такой технологии, происходит сокращение количества мостов холода.

Штукатурка стен

При выполнении работ по штукатурке внешней стены, окна укрепляются уплотняющими планками. Также, на внутренней стороне между оконными рамами и изоляцией, закрепляется уплотнительная лента, либо применяется строительная пена.

Путем сложения значений теплопотери при трансмиссии (транспортировке) и вентиляции можно просчитать потери энергии. Пассивный дом защищен от них и потери теплой энергии путем выхода через крышу или стены нейтрализованы и сведены до минимума. Хорошо устроенная вентиляционная система позволяет дополнительно экономить тепловую энергию. Потери в кирпичных или монолитных зданиях доходят до 50%, в экодомах общий расход энергии сокращен до минимума. При проектировании пассивного дома следует учитывать этот момент.

Дополнительные источники теплосбережения

Чтобы уменьшит расходную часть потерь энергии на вентиляцию, при строительстве следует применять механические вентиляционные установки, оснащенные специальными устройствами для рекуперации тепловой энергии.

Современная система вентиляции способна не только проветривать жилые помещения, но и заводить свежий воздух из — вне. Посредством дополнительного вентилятора и системы вентиляционных рукавов, фильтруя его через грунтовой теплообменник, данный метод позволяет обеспечить пассивный дом чистым воздухом и значительно сократить потери энергии.

Для полного самообеспечения, пассивный дом снабжается альтернативными источниками тепла, такими как, солнечные батареи, или коллекторы. Когда здание больших размеров, или строительство произведено в ненадлежащей климатической зоне, его необходимо оборудовать дополнительной системой обогрева: каминами либо использовать тепловые насосы.

Камины на полетах обеспечат не только теплом, но и могут быть использованы непосредственно для бытовых нужд, таких, как подогрев воды. Использование пеллетного топлива происходит совершенно безвредно для окружающей среды, но в достаточной мере обогревает пассивный дом. В проекте нужно предусматривать установку дополнительных источников обогрева, чтобы ни превысить расчетные параметры.

Тестовые испытания

Обязательное требование, которое возникает после строительства дома и которое непременно следует выполнить, это провести тестирование всего строительства. Только при помощи тестов можно убедиться в том, что пассивный дом герметичен и соответствует проекту. Важным фактором при соблюдении стандартов строительства, является герметичность, проверить которую можно посредством нагнетания воздуха через дверной проем.

Путем проведения данного теста определяется способность вентиляционной системы работать должным образом, а также обнаружение щелей и трещин в обшивке дома. При проведении тестовых испытаний устанавливаются параметры для воздухообмена отапливаемой площади помещения при соответствующем давлении.

В случае если проектировщиком или застройщиком допущены конструктивные просчеты, пассивный дом не сможет выполнять возложенные на него функции и отвечать минимальным требованиям герметичности. То есть, дом будет не в состоянии предоставить своим жильцам нужное количество тепла и обеспечить их комфортными условиями проживания.

Квалификация строителей

Строительство таких домов любой конструкции и сложности объекта, предъявляет совершенно иные требования к исполнителям, чем при строительстве традиционных домов. Необходимый уровень квалификации является непременным условием при подборе кандидатур на строительство такого здания. Строители должны представлять, что делают и работать одной командой, чтобы не допустить даже самых незначительных просчетов, которые в дальнейшем могут свести на нет всю проделанную работу!

Результатом работы Архитектурной студии Pollio стал типовой проект пассивного дома P1. Наша компания и дальше планирует работать в сфере пассивных домов.

Проектирование пассивного дома

3.2.1. Технология пассивного дома

Почти два десятилетия существует термин «пассивный дом» (passive house), который подразумевает дом с предельно малым энергопотреблением и даже не требующим системы отопления в традиционном понимании. Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала, фундамента, а также применения энергоэффективных оконных систем, дверей, контролируемую систему вентиляции. Наружная оболочка дома является замкнутым теплозащитным контуром, исключающим наличие тепловых мостов. Принято считать значение энергопотребления в 15 КВт·ч на 1 м2 отапливаемой площади в год характерным для пассивного дома. Достигаются и меньшие значения, что в несколько десятков раз ниже энергопотребления обычных домов.

Концепция пассивного дома была представлена в 1988 году профессором Бо Адамсоном из университета в г. Лунд, Швеция, и доктором Вольфгангом Файстом, работавшим в то время в Институте жилья и окружающей среды в г.Дармштаде, Германия, а первый дом был построен в 1991 году в г.Дармштадте. Разработкой и реализацией проекта руководил Вольфганг Файст и с октября 1991 г. в нем проживало четыре семьи. Для обеспечения величины удельного расхода тепловой энергии на отопление в 15 КВт·ч/(м2 год), для пассивных домов в климате Средней Европы был установлен ряд обязательных требований:

– сопротивления теплопередаче для наружных стен, кровли и полов первого этажа должны быть ≥ 6.7 (м2∙°C)/Вт;

– для остекления ≥ 1.4 (м2∙°C)/Вт;

– для оконного профиля ≥ 1.25 (м2∙°C)/Вт;

– приведенное сопротивление теплопередаче окна с учетом монтажа в стену ≥ 1.2 (м2∙°C)/Вт;

– коэффициент полезного действия рекуператора приточно-вытяжной вентиляции должен быть более 75%, чтобы обеспечивался эффективный возврат тепла (рекомендуется более 80%);

– кратность воздухообмена для обеспечения герметичности наружной оболочки здания при разности давлений 50 Па наружного и внутреннего воздуха = 0. 6 ч-1.

Основой составляющей пассивного дома является наружная теплоизоляционная оболочка. Наряду с высокими теплотехническими характеристиками, материал должен без зазоров укладываться вокруг всего здания. На рис. 9 показана схема размещения утеплителя ограждающих конструкций, формирующего теплоизоляционную оболочку, воздухонепроницаемая внутренняя оболочка ограждений и места вероятного появления тепловых мостов. Для исключения или сглаживания влияния тепловых мостов все места сопряжения, стыков и соединений несущих конструкций и внутренних несущих слоев полностью закрыты толстым слоем утеплителя, и находятся они при температурах, близких к температурам воздуха внутри помещения.

Рис. 9. Схема устройства теплоизоляции пассивного дома

В зависимости от климатических условий и компактности зданий сопротивление теплопередаче для наружных стен в пассивных домах в странах Европы находится в пределах от 6.5 до 10 (м2∙°C)/Вт. Существенный раздел проектирования пассивных домов связан с проблемами линейных и точечных тепловых мостов. Их присутствие в ряде случаев приводит к значительному снижению характеристик теплоизоляционной оболочки. Существуют технические решения монтажа окон и дверей с применением специальных консолей для максимального включения их в область теплоизоляционной оболочки. В конструктивном плане эффективную теплоизоляцию большой толщины лучше всего сопрягать с деревянным каркасом стен и крыши, что и стало наиболее распространенным в пассивных домах.

На рис. 10 даны примеры шести вариантов стеновых ограждений с внедрением каркаса в слои утеплителя с использованием для наружной обшивки каркасных элементов из вертикально располагаемых досок, внутренней обшивки из гипсокартонных или древесно-стружечных плит, устройством вентилируемой воздушной прослойки. В двух случаях с наружной стороны стена выложена из пустотелого кирпича, за которым следует с воздушной прослойкой или без нее система теплоизоляции из одного или двух слоев толщиной не менее 300 мм, которая покрывается сверху мелово-гипсовой штукатуркой.

Рис. 10. Схемы вариантов стеновых ограждений пассивных домов с внедрением каркаса в слои утеплителя

Внутренняя оболочка пассивного дома выполняется воздухо-непроницаемой и по возможности герметично соединяется с окнами, дверями и различными инженерными сетями, проходящими через нее. Вентиляция в пассивном доме исключает значительные теплопотери с применением механической приточно-вытяжной системы и рекуператора. В холодный период года наружный воздух поступает в расположенный под землей воздухопровод, нагревается там за счет земельного тепла в заглубленной части дома, а затем подается в рекуператор или теплообменник. В рекуператоре отработанный теплый внутренний воздух отдает тепло поступающему воздуху и удаляется наружу. В помещения подается свежий воздух, нагретый примерно до 17 °C. В теплый период года наружный воздух поступает в заглубленный воздухопровод и охлаждается там до тех же примерно до 17 °C. Так в пассивном доме постоянно поддерживаются комфортные условия. Оконные профили шире стандартных и имеют теплоизоляционные вкладыши. Остекление в пассивном доме состоит из не менее чем трехкамерных стеклопакетов с заполнением инертным газом и низкоэмиссионным покрытием. Результирующий перепад между температурой на внутренней поверхности стекла и температурой внутреннего воздуха может составлять 2.5 °C при наружной температуре –10 °C и внутренней температуре +20 °C. При такой температуре на внутренней поверхности стекла установка приборов отопления под окнами не требуется.

На рис. 11 приведена общая схема основных составляющих теплового баланса пассивного дома, устройства механической приточно-вытяжной системы вентиляции с системой рекуперации тепла входящего и выходящего воздуха и земельного теплообменника.

Рис. 11. Общая схема основных составляющих теплового баланса пассивного дома и принцип работы системы рекуперации тепла

Вслед за удачной реализацией первого пассивного дома Вольфгангом Фальстом был основан Института Пассивного дома (Passive House Institute) в городе Дармштадт (Германия). В институте собирается практически вся информация по разработкам и строительству пассивных домов в Европе и мире, причем значительная ее часть доступна для пользователей на сайте института, имеющего и русскоязычную версию <www.passiv-rus.ru>. Практические результаты создания различных вариантов пассивных домов содержатся на таких сайтах как <www.proklima-hannover.de> и <www.pro-passivhaus.com>. Для расчета пассивных домов институтом был разработан пакет документов по проектированию пассивного дома (PHPP). Последняя версия PHPP-2007 существует на немецком, английском, итальянском и польском языках. В декабре 2009 г. ООО «ИПД» был выпущен перевод программы на русском языке с ее адаптацией для российских специалистов, которая содержится на упомянутом выше сайте. В октябре 2008 г. вышел в свет русский перевод книги Фольфганга Файста «Основные положения по проектированию пассивных домов». Эмблемой института стал знак с немецким его названием и фамилией основателя:

В 2006 г. отмечался 15-летний юбилей со дня начала эксплуатации первого пассивного дома. По статистике Passivhaus Institut на 2006 г., в Германии было построено (или проведена санация) около 10 тысяч квартир, а в Австрии — около 2.5 тысяч квартир в жилых домах, соответствующих стандарту пассивного дома, построено большое количество детских садиков, школ, вузов, административных зданий и даже несколько производственных зданий и церквей. Развитие стандарта пассивного дома начато и в других странах. Так, уже построены жилые дома в Чехии, Польше, Словакии, Дании, Канаде, США, начато проектирование зданий в России и Украине.

На сегодняшний день в странах построено уже более 10 тысяч сооружений. Одни из наиболее известных примеров – это особняки в городе Ульме, построенные в 2000 г., эксперимент с переоборудованием обыкновенного студенческого общежития в пассивный дом в городе Вуппертале, и первое в мире здание, возведенное в 2001 г., в котором производится больше энергии, чем расходуется – в городе Вайце. Очевидно, что пассивными, а также энергоэффективными могут быть не только жилые дома. В ряде европейских стран, например, Дании, Германии, Финляндии были разработаны специальные целевые государственные программы по приведению всех объектов регулярной застройки к условно-пассивному уровню или к домам ультранизкого потребления – до 30 КВт·ч/(м2 год). Так было построено офисное здание Исследовательского Центра ROCKWOOL в Дании. Проект был удостоен звания «Офис 2000 года», а сооружение было признано одним из самых энергоэффективных в мире.

3.2.2. Концептуальные дома с усиленной теплоизоляцией

Проектирование малоэтажного жилья в идеологии пассивных домов достаточно редко сочетает выполнение обязательных требований энергопотребления с архитектурной выразительностью зданий. В тех случаях, когда утилитарные задачи энергоэффективности решаются очень известными архитекторами или архитектурными группами, возникают концептуальные авторские объекты комфортабельного жилища.

Вилла Либескинда. Разработанная Даниэлем Либескиндом серия индивидуальных домов соответствует не только требованиям пассивных домов, но и многим принципам так называемой «зеленой архитектуры». На специально созданном сайте <www.libeskind-villa.com> приведена полная информация о серии домов и даны характеристики и виды уже возведенной виллы.

Архитектура виллы во многом сохраняет приверженность автора стилю деконструкции. Наличие предусмотренных в комфортном индивидуальном жилье всех необходимых функциональных пространств в вилле Либескинда преломляется в единстве формы здания, именуемого автором растущим кристаллом, в достаточной визуальной связи с наружной средой, в высоком уровне естественного освещения, в больших и одновременно не подавляющих внутренних объемах.

Возведенная в Швейцарии вилла стала прототипом серии частных домов, которые компания PROPORTION производит и строит в Германии. Планируется промышленный выпуск конструкций дома для транспортировки и сборки в нужном месте любой страны мира в течение 6-8 месяцев, а также дополнительного устройства гаража и бассейна. Для компании важным условием является тщательное соблюдение закрытых от конкурентов производственных технологий и применение качественных материалов, полностью соответствующих новейшим строительным и энергосберегающим разработкам.

Панели наружных ограждений облицованы цинковыми листами, изготовляемыми по уникальной технологии для устройства фотогальванической системы эпизодического получения электричества. В панелях установлена часть геотермальной системы, которая с помощью теплового насоса осуществляет нагрев воды для отопления или охлаждения. Панели крыши включают систему сбора и хранения воды для дальнейшего использования в туалетах или для целей полива растений.

Панели включают конструктивные элементы из дерева и заполнены материалом в виде особой теплоизоляции из древесного волокна. Общая толщина панелей 430 мм, а утеплитель из древесного волокна 310 мм, что дает значение сопротивления теплопередаче = 9 (м2&#8729;°C)/Вт. Светопрозрачные элементы фасада устроены с использование стеклопакетов с тройным остеклением, имеющим значение сопротивления теплопередаче = 1.5 (м2&#8729;°C)/Вт.

Рис. 12.

8 (495) 749-80-96

Вилла со стороны основного входа и планы первого, второго и цокольного этажей

Установленная в доме многофункциональная система отопления, охлаждения и вентиляции соответствуют самым строгим мировым стандартам энергосбережения. При общей площади 520 м2 величина удельного расхода тепловой энергии на отопление составляет порядка 40 КВт·ч/(м2 год). На рис.12 дан общий вид виллы со стороны основного входа и приведены планы первого, второго и цокольного этажа. Характерный для Либескинда стиль деконструкции, очень ясно и с «кристальной прозрачностью» выраженный в относительно малом архитектурном объекте с функцией жилья, оказывается вполне приемлемым для формирования представления об индивидуальном доме. Отсутствие привычных оконных проемов, устойчивых вертикальных поверхностей, междуэтажных переходов, чердачного или мансардного объемов закрепляет специфику выбранного пространственного решения дома как временной трансформации внешней среды во внутреннюю без резкого преодоления границы между ними. Деконструктивизм в архитектуре виллы, абсолютно понятный в содержательном наполнении ее формы, логично продолжен в очевидном рационализме и функционализме структуры интерьеров.

Согласуются с общепринятыми представлениями о функциональном зонировании и планировки дома, выполненные полуоткрытыми по горизонтали и по вертикали. Такие планировки формируют единый тепловой объем и являются важной характеристикой энергоэффективности дома. Совмещение приведенных на рис. 12 планов перечисленных помещений допускает их простой перенос в пределы традиционного прямоугольного в плане и разрезе жилого дома с подобным зонированием.

Вилла NM. Разработанный архитекторами Бен Ван Беркелем и Каролиной Бос из архитектурного бюро «UN Studio» загородный жилой дом стал реальным воплощением их идеи односторонней ленты Мебиуса в архитектуре. Каркасный дом, возведенный в пригороде Нью-Йорка, создает декларированный авторами образ скандинавского жилого дома, единого с окружающей средой и составляющего часть ландшафта, в самой малой степени отличного от окружающего пейзажа. В то же время дом полностью соответствует требованиям низкого энергопотребления и требованиям, предъявляемым к пассивным домам.

На рис. 13 приведена общая пространственная схема дома, где выделяются части поверхности, напоминающие ленту Мебиуса, но в большей степени развитие объема до точки ветвления с последующим раздвоением или бифуркацией в виде лежащего на склоне холма двуглавого дракона. Выведенные в результате цифрового моделирования обтекаемые и перетекающие друг в друга поверхности создают архитектурную форму, допускающую интерпретацию от конструктивизма подобных прямоугольников торцевых глаз-стен, до контраста расчленяемых объемов в стиле деконструкции.

Рис. 13. Пространственная схема виллы NM по результатам цифрового моделирования

Наиболее впечатляющий вид на виллу вдоль холма дан рис. 14, там же приведены характерный разрез и план первого этажа. При общей сравнительно небольшой площади дома в 230 м2, он располагает всем необходимым для комфортного проживания набором помещений. На первом этаже находятся кухня и столовая, которые соединяются с жилой комнатой или гостиной одним из двух характерных плавных туннелеобразных переходов, который повторяет подъем вверх по склону холма. В этом же уровне располагается спальная с видом на вершину холма. Продолжение плавного подъема в противоположном направлении ведет на второй этаж к двум спальным хозяев с распложенной рядом большой ванной комнатой. Со второго этажа открывается панорама с видом на леса и луга дальних от дома холмов. Визуальная связь с наружной средой поддерживается и с помощью светопрозрачных вертикальных участков переходов между основными помещениями дома.

Конструктивное решение дома, как видно на рис. 14, допускает разделение всех составляющих элементов на стандартные модули, включающие металлический каркас и панели стен, перекрытий, переходов. Предусматривается возможность промышленного изготовления основных конструкций с полным соблюдением всех предусмотренных технологий, транспортировки и сборки домов в различных странах с учетом заказанного варианта планировки дома.

Рис. 14. Вид на виллу вдоль холма, план первого этажа и разрез

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *