Контакт-центр: 8 (800) 100-33-00 Звонок бесплатный из любой точки России

Успешный опыт

Развитие энергосберегающих построек восходит к исторической культуре северных народов, которые стремились построить свои дома таким образом, чтобы они эффективно сохраняли тепло и потребляли меньше ресурсов. Классическим примером техники повышения энергосбережения дома является русская печь, отличающаяся толстыми стенками, хорошо сохраняющими тепло, и оснащённая дымоходом со сложной конструкцией лабиринтов. К современным экспериментам повышения энергосбережения зданий можно отнести сооружение, построенное в 1972 году в городе Манчестер в штате Нью-Гэмпшир (США). Оно обладало кубической формой, что обеспечивало минимальную поверхность наружных стен, площадь остекления не превышала 10 %, что позволяло уменьшить потери тепла за счёт объёмно-планировочного решения. По северному фасаду отсутствовало остекление. Покрытие плоской кровли было выполнено в светлых тонах, что уменьшало её нагрев и, соответственно, снижало требования к вентиляции в тёплое время года. На кровле здания были установлены солнечные коллекторы. В 1973-1979 гг. был построен комплекс «ECONO-HOUSE» в городе Отаниеми (Финляндия). В здании, кроме сложного объёмно-планировочного решения, учитывающего особенности местоположения и климата, была применена особая система вентиляции, при которой воздух нагревался за счёт солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Также, в общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергосбережение, были включены солнечные коллекторы и геотермальная установка. Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года.

image001.jpg

Основным событием 1980-х годов стало создание низкоэнергетического здания, которое юридически стало энергостандартом для новых зданий в Швеции и Дании. В это время было разработано множество элементов и технологий для сокращения потребления энергии зданием. Например, толстая изоляция, герметичность, изотермическое остекление значительно сокращали потери тепла. В 1988 году была разработана концепция пассивного дома. В начале 90-х был построен пассивный дом в районе Кранихштайне (Kranichstein) (Дармштадт), в котором с октября 1991 года проживают 4 семьи. Материал для внутренней отделки был подобран с целью уменьшения загрязнения воздуха. Изоляционный материал был отделен от интерьера с помощью специальных внутренних перегородок. Многочисленные исследования подтвердили высокие характеристики качества воздуха. Многолетние измерения в Пассивном доме в Дармштадте Кранихштайне подтвердили: при использовании доступных технологий потребление электроэнергии может быть сокращено на 30% от ее текущего потребления, потребление газа для обогрева снижается на 15%. Кроме того, экономия средств оказалось стабильной по времени.

image003.jpg

Потребление энергии составило:19,8 кВт.ч / кв.м - в первом эксплутационном году (1991/92) или всего 8% от потребления аналогичного жилья; 11,8 кВт.ч / кв.м - во втором эксплуатационном году (1992/93) или лишь 5,5% от потребления аналогичного жилья; и менее 10 кВт.ч / кв.м - в среднем за все последующие годы. Эти величины потребления энергии настолько малы, что они были неправильно истолкованы в профессиональном мире: полученные 32 кВт / (кв.м а) по общему объему конечного потребления энергии, включая в том числе и бытовые приборы, были ложно истолкованы как потребление энергии только для отопления, так как в то время это было более убедительно для научного сообщества. На самом же деле, 32 кВт / (кв.м а) включает в себя потребление энергии всеми четырьмя секциями дома, включая бытовые приборы, потребление электроэнергии в подвале и потребление газа для приготовления пищи и горячей воды. Следует отметить, что 90% энергии было сэкономлено за счет самой технологии. Даже заснеженная зима 1996/97, в течение которой температура была ниже средней в течение нескольких недель, не стала проблемой для комфорта в доме, который все это время держал тепло. Кроме того, потребления энергии на отопление даже в такой период осталось низким, менее 11кВт / (кв.м ). Первый пассивный дом в Кранихштайне полностью оправдал возлагавшиеся на него надежды. Теперь акцент сменился на снижение затрат при массовом строительстве.

image005.jpgimage006.png

Технология строительства пассивного дома переживает настоящий бум в Европе: за последние десять лет только в Германии и Австрии было возведено более 15 тыс. зданий, а в некоторых европейских регионах строительство «пассивного дома» стало стандартом. Первый российский пассивный дом В 2011 году было заселено первое в России здание по технологии «пассивный дом», расположенное в столице в районе Бутово. Строительная компания заложила расчетное потребление на отопление дома не более 15 кВт·ч на квадратный метр в год, что примерно в 10 раз меньше российских строительных нормативов. Коттедж в Бутове был спроектирован немецким архитектором, и соответствует всем принципам пассивного дома (хорошая теплоизоляция всех частей дома, трехкамерные стеклопакеты, рекуперация тепла и т. д.). Перед заселением жильцов коттедж прошел необычный для России тест на герметичность: из здания-термоса откачивали воздух или закачивали дополнительный, измеряя, как оболочка дома держит давление

image013.jpg

Здание построено по технологии несъемной опалубки. Несущей конструкцией является 15-сантиметровый слой армированного бетона, который заливался в опалубку из пенополистирола толщиной 5 см (внутренний слой) и 10 см (внешний). В качестве дополнительного утепления использовался неопор — утеплитель на основе пенополистирола нового поколения. В пассивном доме установлен также тепловой насос. Себестоимость квадратного метра пассивного дома без отделки составила 24 тыс. рублей. Опыт эксплуатации в зимний период показал, что дом обладает высокими теплоизоляционными свойствами: удельный расход тепловой энергии на отопление составил 24 кВт·ч на квадратный метр в год (напомним, немецкий стандарт: 15 кВт·ч на метр), учитывая климатические особенности России показатели более, чем положительные.

Российский активный дом

image014.jpg

Самый инновационный и в то же время неоднозначный «зеленый» коттедж, построенный в России за последние годы, — это «Активный дом». В доме, построенном в 2011 году по Киевскому шоссе в Московской области, организаторы проекта постарались совместить сразу несколько концептов. Во-первых, здание частично выполнено по технологии «пассивный дом». Во-вторых, использован концепт «умного дома». Все инженерные системы здания интегрированы в единую автоматизированную систему управления. Датчики, установленные внутри и снаружи дома, измеряют температуру, силу ветра «за бортом», контролируют освещенность, уровень CO2 и влажность. Исходя из полученных данных в помещениях, например, открываются те или иные окна или жалюзи. В летний период максимально используется естественная вентиляция, в зимнее — механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла до 90%. В-третьих, одна из идей «Активного дома» — высокая степень светового комфорта. Коэффициент естественной освещенности в 10 раз выше нормы. Авторы «Активного дома» постарались максимально наполнить коттедж современными инженерными системами. На крыше размещены солнечные коллекторы, аккумулирующие тепло Солнца и даже зимой производящие горячую воду. Коллекторы покрывают до 60% потребности в горячей воде и 8% — в отоплении. Установлен тепловой насос, за счет которого зимой отапливается дом и покрывается оставшаяся потребность в горячей воде. Есть рекуператоры тепла и четыре солнечные батареи, вырабатывающие электричество.

Экспериментальный энергоэффективный жилой дом

Экспериментальный энергоэффективный многоквартирный жилой дом был построен и введен в эксплуатацию в 2001 году в столичном микрорайоне Никулино-2. Наружные ограждающие конструкции – 3-слойные железобетонные панели толщиной 350 и 400 мм на дискретных связях ДС. Наружный слой толщиной 80 мм из тяжелого бетона g=2 400 кг/м3; внутренний слой из тяжелого бетона g=2 400 кг/м3, слой утеплителя толщиной 150 мм из полистирольного пенопласта ПСБ-35 (25) ГОСТ 15588-86. Перекрытие над техническим подпольем – сплошные полнотелые железобетонные плиты толщиной 160 мм. Полы в жилых комнатах, передних и коридорах квартир – щитовой паркет по лагам ГОСТ 8624-80 толщиной 30 мм. Подготовка под полы – один слой мягкой ДВП ГОСТ 4598-86 толщиной 10 мм на горячей мастике. Полы первого этажа – как и предыдущие плюс утеплитель – прошивные минераловатные маты толщиной 50 мм ГОСТ 21880-86, обернутые полиэтиленовой пленкой. Завершения – «холодный» чердак с плоской крышей. Перекрытие над верхним (последним) жилым этажом – сплошные полнотелые железобетонные плиты толщиной 160 мм. Пароизоляция – синтетическая пленка. Теплоизоляция – плита из полистирольного пенопласта ПСБ-С-35 толщиной 230 мм ГОСТ 15588-86. Верхний слой: армированная цементно-песчаная стяжка толщиной 30 мм (М 150). Окна и балконные двери – с тройным остеклением в деревянных переплетах по ГОСТ 16289-80. Система отопления – двухтрубная. Регулирование теплоотдачи отопительных приборов – при помощи терморегуляторов на конвекторах. Регулирование системы отопления – центральное и поквартирное. Учет расхода тепловой энергии на отопление – общий на здание и поквартирный. Утилизация тепла вытяжного воздуха систем вентиляции – через калорифер с использованием теплонасосных установок (ТНУ) системы горячего водоснабжения.Система вентиляции – механическая вытяжная с естественным притоком через авторегулируемые воздухозаборные устройства. Система горячего водоснабжения (ГВ) разделяется на основную и дублирующую. Первая - автономная теплонасосная с использованием низкопотенциального тепла грунта и вентиляционных выбросов здания, с баками-аккумуляторами горячей воды; вторая - централизованная (от ЦТП). Тип системы – однозонная с установкой регуляторов давления типа КФРД. Учет расхода горячей воды – общий на здание и поквартирный.

Таблица основных строительных элементов, используемых в пассивном доме в Кранихштайне

Строительный элемент

Описание

Коэфф. тепло-передачи U, Вт/(м2К)

[Сопротивление теплопередаче, R0, (м2ºС)/Вт]

Крыша

Зеленая крыша: гумус; фильтрующий слой; древесно-стружечная плита без формальдегида толщиной 50 мм, легкие деревянные балки (двутавровые балки из дерева, поперечные перемычки из прочной древесно-волокнистой плиты); обрешетка; склеенная без зазоров, воздухонепроницаемая оболочка из полиэтиленовой пленки; гипсокартон 12,5 мм; трехслойные обои под покраску; слой водоэмульсионной краски; пространство между балками (высотой 445 мм) заполнено минерельной ватой.

0,1

[10]

Наружные стены

Минеральная наружная штукатурка с армированием стеклосеткой; теплоизоляция из пенополистирола EPS - 275 мм (тогда: два слоя, 150+125 мм); кладка из силикатного кирпича - 175 мм; внутренняя, сплошная гипсовая штукатурка - 15 мм; трехслойные обои под покраску; водоэмульсионная краска

0,14

[7,1]

Перекрытие над подвалом

Шпатлевка по стеклосетке; теплоизоляция из пенополистирольных плит - 250 мм; железобетон - 160 мм; звукоизоляция от ударного шума из пенополистирола - 40 мм; цементная стяжка - 50 мм; приклеенный паркет - 8:15 мм; заделка швов без растворителя.

0,13

[7,7]

Окна

Тройное остекление с двумя низкоэмиссионными покрытиями с заполнением камер криптоном. Коэффициент теплопередачи остекления Ug= 0,7 Вт/(м2K) или R0 = 1,43 (м2ºС)/Вт. Деревянные рамы с теплоизоляцией из пенополиуретана (вспененный CO2,без фтор-хлор-углеводородов, выполнено по индивидуальному заказу).

0,7

[1,4]

Рекуперация тепла

Противоточный теплообменник воздух-воздух расположен в подвале (около +9°C зимой). Теплообменник выполнен очень герметичным и с теплоизоляцией. Впервые для вентиляторов были применены электродвигатели постоянного тока с электронными переключателями.

Возврат тепла (КПД) более 80%

image012.jpg

Северный фасад пассивного дома в г. Дармштадте, р-н Кранихштайн.

image015.jpg

Теплонасосную систему горячего водоснабжения следует отнести к важным особенностям реализованного проекта. В настоящее время технологии теплоснабжения, использующие тепловые насосы, применяются практически во всех развитых странах мира. Все широкомасштабные программы по экономии энергии, реализуемые за рубежом, предусматривают их широкое применение. Преимущества технологий, использующих тепловые насосы, в сравнении с их традиционными аналогами связаны не только со значительными сокращениями затрат энергии в системах жизнеобеспечения зданий и сооружений, но и с их экологической чистотой, а также новыми возможностями в области повышения степени автономности систем теплоснабжения. По всей видимости, в недалеком будущем именно эти качества будут иметь определяющее значение в формировании конкурентной ситуации на отечественном рынке теплогенерирующего оборудования. В России, в рамках описываемого проекта, фактически впервые была построена теплонасосная система горячего водоснабжения многоэтажного жилого дома.

image017.jpg

В доме Natural Balance в Набережных Челнах расчетное потребление энергии почти на 80% меньше нормативного. Кроме утепления и рекуператора здесь установлен еще и тепловой насос — устройство, использующее энергию земли и преобразующее 1 кВт электрической энергии в 3–4 кВт тепловой. Потребление энергии в этом коттедже должно быть на 78% меньше нормативной: расчетное энергопотребление — 37,3 кВт·ч на квадратный метр в год. Себестоимость дома площадью 200 кв. м составила примерно 5,3 млн рублей. Период окупаемости затрат на энергоэффективность - 14 лет.

Прогнозы. Планы. Перспективы

Эксперты предполагают, что строительство экодомов будет концентрироваться в трех направлениях:

1. Эксперименты с возобновляемой энергетикой.

Пример: Владивостокский архитектор Павел Казанцев планирует построить «солнечный» дом Solar-5. Серия его проектов Solar в 2011 году уже получила международную премию Energy Globe World Award. Уменьшенная тестовая версия здания возведена и проходит испытания. Solar-5 —проект, специально адаптированный для условий проживания на Дальнем Востоке, где солнце светит примерно 2300 часов в год, что сопоставимо с Кавказом. По расчетам архитектора, за счет солнечных коллекторов и панелей в сочетании с особой архитектурой здания можно покрывать до 80% потребности в отоплении. Себестоимость «солнечных» домов на 10–30% выше, чем у обычных зданий, а дополнительные затраты должны окупиться за пять-десять лет.

2. Строительство ряда автономных домов, самостоятельно вырабатывающих энергию.

Пример: Возведение в Москве автономного дома, не присоединенного к электро - и газосетям. Это здание, которое по проекту, будет расположено в районе Кутузовского проспекта, должно стать шоу-румом российских экотехнологий. В качестве утеплителя в нем будут использоваться материалы «Шелтер» и «Эковата», произведенные из вторичного сырья (старых пластиковых бутылок и бумаги). На стены будет нанесена краска с нанопокрытием, увеличивающим теплоизоляционные свойства. Электричество будет производиться солнечными батареями, а накапливаться — с помощью аккумуляторов нового поколения. По оценкам специалистов, себестоимость автономного дома не должна превысить 40 тыс. рублей за квадратный метр.

Еще один автономный дом будет построен в Калужской области. Дом будет полностью обеспечивать себя электрической энергией и теплом. В качестве утеплителя будут использоваться соломенные блоки. В его проектировании принимает участие российский физик и экостроитель Юрий Лапин, который более четверти века назад независимо от немецких ученых разработал концепт пассивных домов. Автономный дом будет работать как образовательный центр, где на практике можно будет ознакомиться с технологиями возобновляемой энергетики, сбора дождевой воды и так далее.

3. Роль государства.

Пример: Сразу несколько экопроектов готовят в Сколкове. Консультантом выступает известная датская компания. Еще один проект строительства экспериментального дома — «Нанодом» —реализует корпорация «Роснано» в Чувашии. В «Нанодоме» применят разработки отечественного производства, использующие нанотехнологии, от солнечных батарей, светодиодов и мембранных фильтров воды до литий-ионных батарей и нового стенового материала пеноситал. Здание будет оснащено системой «умный дом». На современном этапе большинство российских «зеленых» зданий строятся как пиар-проекты или дома экоэнтузиастов, но важен уже сам факт их появления. Сегодня в России к laquo;зеленому» строительству масса вопросов: могут ли в Подмосковье эффективно работать ветряки, солнечные батареи и коллекторы? Насколько энергоэффективные дома дороже обыкновенных? Как долго окупаются инновационные системы? Специалисты пока затрудняются дать точные ответы, поскольку нет длительного опыта наблюдений за эксплуатацией новых домов. Пилотные проекты позволяют начать анализировать применимость тех или иных решений в России, проводить мониторинг фактических затрат в «зеленых» зданиях и начать оптимизацию массовых проектов.