Уже очень много лет с запада идет новая тенденция строительства – энергонезависимые дома, иногда их называют пассивными. Это дома без отдельной системы отопления, использующие как правило альтернативные источники энергии. Есть различные ассоциации, разрабатывающие правила по подобным домам, градации (пассивный, нулевой, активный дом) – я это опущу, т.к. хочу рассмотреть именно суть « энергонезависимости».

При проектировании дома я вначале увлекся этой темой, но после более детального изучения от этой идеи отказался, как от нецелесообразной и нереальной для моих условий: бюджета и региона моего строительства.

Что такое пассивный дом , если коротко:

• Отличная теплоизоляция всех частей дома: стен, кровли, пола, потолка, окон и дверей – в 2-5 раз выше, чем по требования современных СНИП (которые в свою очередь почти в 3 раза жестче по сравнению со старыми требованиями, доставшимися нам от СССР).
• Принудительная вентиляция с рекуперацией (подогревом входящего воздуха за счет теплоты исходящего)
• Герметизация дома, т.е. дом должен быть практически герметичным и не допускать случайного проникновения воздуха
• Соответствующие объемно-планировочные решения, остекление, инженерные системы, которые вместе с первыми пунктами должны помочь «втиснуть» дом в определение «пассивного».

Стоимость

Поскольку такие дома пока редки даже в Европе (а в России реальных примеров 2-3 года назад еще не было), то большинство информации, которую можно найти в интернете, в основном носит общий пропагандистский характер – как это хорошо и правильно. Во многих таких источниках при сравнении стоимости даже фигурировали цифры 5-7% удорожания стоимости по сравнению с «обычным» домом. Деталей таких сравнений не приводилось, поэтому не знаю с чем шло сравнение. Но даже грубый расчет для моего дома никак не выходил на эти цифры – получается гораздо дороже. Хотя если для сравнения взять только более дорогие энергосберегающие окна, двери, увеличить толщину утеплителя — то цифры 10-15% вполне реальны.

Надо не забыть сравнить европейский климат, например в Германии, откуда идет основная волна в теме пассивных домов, и российский (кроме юга), с более суровыми и затяжными зимами и соответственно большими теплопотерями.

Иллюзия независимости

Но дело не только в стоимости строительства. Изучая информацию о «пассивных» домах, меня не покидало ощущение недосказанности. Вроде бы все правильно, энергию надо беречь, с этим я согласен. Но дает ли такой дом действительно независимость от внешних источников энергии, и насколько он автономен?

Те пассивные дома, которые встречаются в зарубежных примерах, обычно содержат в себе массу дорогой и непростой техники, которая имеет свой срок эксплуатации, и которую кроме того чтобы купить и смонтировать, необходимо потом обслуживать, и периодически менять/чинить. Например рекуператор и его воздушные фильтры, тепловой насос, солнечные батареи и механизмы которые их ориентируют по солнцу чтобы улавливать больше света, аккумуляторы и преобразователи, блоки автоматики для контроля и управления всеми инженерными системами.

А это также недешево, к тому же делает наш дом сильно зависимым от нашего финансового состояния, технологий и производителей, и от внешних специалистов. Тогда что же это за пассивность и независимость нашего дома, которая тут же улетучивается, как только пропадает электричество в розетке, или ломается мелкая деталька в том же тепловом насосе или рекуператоре? – Раз, и все, наш дом уже не «пассивный». Тогда открываем окна, топим печь или камин если они были заранее предусмотрены, и топливо для них было припасено.

В словах сторонников технологичных пассивных домов звучат цифры работы дорогого «правильного» оборудования в 15-20 лет. Но это их долголетие в таких же «правильных» условиях эксплуатации. Как оно будет на самом деле – покажет только жизнь. Например, в ближайшем к нам поселке из-за аварии на линии электроснабжения во многих домах вышло из строя множество бытовых приборов — холодильники, электрокотлы, насосы, теплые полы, которые тоже могли бы служить по 10-15 лет и более.

На мой взгляд, пассивные дома наоборот «подсаживают» нас на иглу технологий, поставщиков и энергопотребления. Ради чего? — Ради мифа о независимости и об экономии в эксплуатации?

Если говорить о стоимости эксплуатации, то обычно только на дорогу от загородного дома до места работы в городе уходит больше денег, чем на тепло- и электро-обеспечение дома.

Если говорить о независимости от энергопотребления, я больше склоняюсь к опыту предков, и считаю что независимости проще и надежнее достигать за счет философии Жизни и Дома, а не технических новшеств, которые уже через 5-10 лет могут оказаться устаревшими и больше не поддерживаться их же производителями.

Когда тепло например от печи, топливо доступно, есть его запас на зиму, для воды есть колодец, а в доме подпол или погреб в котором хранится запас продуктов питания – по сути автономность уже обеспечена. Дальше можно на дом накручивать какие угодно технологии и инженерные системы, если есть желание и позволяют возможности. В случае выходя их из строя вы сможете это легко пережить и у вас будет большой запас времени, чтобы ваш комфорт восстановить.

Мысленно проведите простой тест – что случится с вами и с домом, если например зимой на 1,3,7,30 дней отключатся имеющиеся в вашем доме центральные коммуникации — электричество, газ, вода, канализация, или выйдет из строя инженерное оборудование? Сколько времени вы продержитесь, и сколько времени и средств будет вам стоить восстановление прежнего привычного уровня проживания в доме?

Я сделал свой вывод, что наиболее надежным и целесообразным для меня является:

• энергоэффективный достаточно хорошо утепленный дом, чтобы расходы на электричество и отопление были невысокими, по крайней мере не больше обычной квартплаты;
• с системой отопления на легкодоступном и недорогом в моей местности топливе, которое можно запасать — дерево;
• разумных размеров и продуманной планировки;
• простой формы и надежной конструкции;
• необходимым минимумом электроприборов, которые не парализуют мой дом при их выходе из строя.

В правильности моего выбора я убедился в процессе проживания в доме, но никому не хочу его навязывать. Наоборот, тему энергонезависимых домов, по-моему, очень полезно проработать каждому кто сейчас проектирует свой дом, чтобы оттуда применить для себя основные постулаты, но без фанатизма, в меру своих финансовых возможностей, вдумчиво стараясь найти альтернативные доступные и более простые решения.

А в заключение размещу таблицу с результатами исследования от научного руководителя ГИК «ИНСОЛАР»Г. П. Васильева, которая в цифрах говорит о том, насколько важно грамотное использование энергии:

Таблица 1

Техническое решение	Экономия, %		Рейтинг экоэнергетической эффективности технического решения, ед.
	конечной энергии от замещаемой нагрузки	первичной энергии
Рациональная ориентация здания по сторонам света	8	3,4	43,2
Использование стеклопакетов с i-покрытием	7	1,2	35,5
Использование застекленных лоджий	7	3,0	42,4
Регулирование вытяжной вентиляции в зависимости от гравитационной составляющей	15	2,3	28,7
Устройство зарадиаторных теплоотражающих экранов	2	0,11	9,4
Дополнительное секционирование входных тамбуров	3	0,51	25,3
Ликвидация «мостиков холода» в ограждающих конструкциях	15	3,21	42,8
Повышение уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций	30	6,9	46,0
Установка радиаторных термостатов	7	2,96	42,4
Квартирные контроллеры	10	4,44	44,4
Установка квартирных теплосчетчиков	25	15,81	63,2
Установка конвекторов с механическим побуждением теплосъема	7	3,0	42,4
Предварительный нагрев холодной водопроводной воды	15	1,8	12,0
Предотвращение охлаждения горячей воды в циркуляционном трубопроводе	10	1,61	16,1
Использование смесителей с автомагическими терморегуляторами	3	0,49	16,4
Рекуперация теплоты вытяжного воздуха	30	12,26	40,9
Утилизация теплоты вытяжного воздуха с помощью тепловых насосов	60	11,2	56,0

Возможно ли построить автономный энергонезависимый дом? Вполне. Можно сделать это по стандартам, установленным в Европе, с площадью не стоит жадничать и обязательно необходимо выбирать правильную геометрию.

Что можно понять под термином - автономный дом? Понятие говорит о том, что он не подключен ни к каким централизованным коммуникациям, водопроводу, канализации и так далее. Единственное, что нельзя внести в данный список - связь, без нее никак, а сделать это автономно на данный момент не представляется возможным. Но опять же, для этого совсем не обязательно протягивать провода. Автономный дом - это также своего рода дом пассивный. Что это значит?

Это больше относится к таким понятиям, как энергоэффективный, энергонезависимый дом. То есть отапливаемый за счет естественных источников энергии. Как правило, основное требование к такому дому, чтобы он был «умным», он сам себя должен обеспечивать энергией.

В качестве дополнительного энергообеспечения дома можно использовать , расположенную на протекающей рядом реке. Или же деревенскую ТЭЦ, или древесных отходах. Наличие в деревне(поселении) источника энергоснабжения позволит снизить издержки и создать резевр на случай повышенного расхода энергоресурсов(зима, например) и энергообеспечения общественных зданий объектов(детский сад, школа, и т.д.)

И так, что же нам нужно в доме?
Для типичного дома необходимо использовать некоторые вещи (услуги), без которых жить оказалось бы весьма сложно и неприятно, а именно:
— отопление,
— горячее водоснабжение,
— электроэнергия для бытовой техники,
— энергия для приготовления пищи в виде газа, горючей жидкости или электроэнергии,
— питьевая вода(колодец или скважина),
— отведение сточных вод.

Самым важным для вас из этого списка естественно окажется отопление. Во-первых, потому, что в вашем климате больше всего энергии расходуется для удовлетворения этой потребности. В связи с небольшой энергией солнечных лучей ее будет недостаточно для использования вами своих целях, хотя концепция солнечного нагрева начинает приобретать интерес среди инвесторов. Даже при жесткой экономии в доме необходимо минимум 15 кВт/м2 энергии в год для отопления. Это не много, потому эта цифра соответствует сжиганию около 3-4 кг дров, но ведь дрова вам нужно будет приобретать.

Просто дрова, или, распространяющиеся в наше время, брикеты из отходов производств, лучше всего подходят для удовлетворения нужд отопления дома.
Для нагрева горячей воды вы можете использовать панели солнечных батарей при поддержке по мере необходимости обычного источника тепла — это может быть котел центрального отопления деревни(села).

Альтернативой дровам и сгораемым брикетам() является самостоятельное производство биогаза. Его возможно производить в простой биогазовой установке, которую можно сделать своими руками у дома. К сожалению, в процессе превращения биомассы в биогаз потеряется больше, чем 50% содержащейся в ней энергии. С другой стороны, в производстве биогаза можно использовать огромное количество различного сырья, например, навоз, продукты анаэробного сбраживания, скошенная трава и растения.

А как быть с электропитанием дома? Вы вполне можете получать электроэнергию из возобновляемых источников энергии, а именно ветряных турбин и фотоэлектрических элементов. Этот источник вам необходим потому, что турбины и солнечные панели производят электричество сами по себе, без каких-либо дополнительных усилий с вашей стороны. А также не требуют расходов, кроме замены изредка батарей аккумуляторов.
К сожалению, батареи необходимы для постоянного хранения энергии между моментами, когда она производится (днем солнце светит, дует ветер) и моментами ее использования, когда производство электроэнергии невозможно (ночь, штиль). Можно использовать гидроаккумулятор вместо химического, работающий по принципу . Или другие типы аккумулирующих устройств(механический, например).

Другим решением является производство электроэнергии с помощью генераторов, работающих на биогазе, который вы уже производите. Используя тепло от охлаждения корпуса такого генератора, вы можете почти бесплатно получить горячую воду или даже отопление.

Питьевая вода может быть получена из колодца или из собственной скважины. Это решение является самым популярным, но не только. Вы можете также собирать дождевую воду, и после переработки, использовать ее для пищевых целей. Здесь важно прежде всего обеспечить достаточное количество накопления дождевой воды и эффективное использование, предусматривающее отказ от туалетных бачков и т. п.
Можно использовать скважину деревни, от которой происходит запитка общественных зданий.

Сточные воды отходят сами по себе и ними не трудно управлять и предусмотреть самостоятельную биологическую очистку растениями.

Планировка участка и дома.
Особое внимание при обсуждении и планировании такого дома стоит уделить его площади, а также площади окружающей территории. Здесь очень важно руководствоваться такой вещью, как «разумная достаточность». В среднем для семьи из 4 человек вполне достаточно 135 квадратный метров, если дом планируется с гаражом, то примерно на 20 квадратов больше. Здесь не имеется в виду наличие в доме огромного бассейна, картинной галереи или бального зала.

Что касается участка, то вполне достаточно 100 квадратных метров земли, чтобы соорудить все необходимые постройки.

Необходима также площадь для фильтрации септика, которая должна составлять примерно 250 кв.м. В некоторых случаях ее очень удачно совмещают с контуром теплового насоса. Кстати, для теплового насоса необходимо от 400 до 600 кв.м. площади.

Учитывая все вышеперечисленные параметры, без особого труда можно посчитать, что площадь для постройки энергонезависимого дома должна составлять примерно 1000 кв.м. и плюс примерно столько же для разных насаждений, сада и огорода. В принципе получается самый типичный размер для самой обычной постройки. Площадь позволит установить и солнечные панели и ветряк. Здесь стоит отметить, что шум от ветряка не более чем шум от обычного ветра, так как многие имеют по поводу данного вопроса иное мнение. Единственное на что стоит обратить внимание при установке ветряка - чтобы тени от лопастей не попадали на дом, чтобы не было постоянного мельтешения.

Важен также и такой момент, как геометрия помещения. Правильность в данном вопросе способствует значительному уменьшению теплопотери. Главное правило здесь - при необходимой площади пола должна быть минимальная площадь поверхности. Разного рода пристройки, типа гаража или застекленной террасы можно делать неотапливаемые. Здесь идеально подошла бы круглая, сферическая форма помещений, но это практически невозможно, так как ни мебель не подходит для этого, ни полученное в результате свободное пространство, которое станет заметно меньше. Самая идеальная форма это куб.

Для примера эффективности данного соотношения квадратных метров, формы помещения с уровнем тепла, можно привести следующие цифры. Например, если дом имеет общую площадь 135 кв.м. при средней теплопроводимости в 0,5 Вт*м2*, при уличной температуре минус 30 градусов, в помещении будет сохраняться 22 градуса по Цельсию. И все это только благодаря тому, что жилой объект имеет форму куба. Чем больше отклонений от соблюдения данной формы, тем меньше разница между температурными показателями, то есть тем прохладнее в помещении.

Интересно, что проектирование такого энергонезависимого дома должно осуществляться немного наоборот. Обычное строительство начинается с того, что дизайнеры, строители и художники разрабатывают проект, а затем воплощают его в реальность. При строительстве такого дома все наоборот. За основу берутся разные технические системы, а уже потом архитекторы и дизайнеры делают из этого что-то более-менее стоящее в плане внешнего вида.

В мире основной стимул к строительству энергонезависимых домов - стремление сэкономить на приобретении дорогих энергоносителей. Действительно, идея жить в здании, для которого не надо покупать электричество, газ или другое топливо, выглядит довольно привлекательно. У нас же пока централизованно поставляемые электроэнергия и газ не настолько дороги (хотя власть работает над этим), чтобы

всерьез стимулировать дополнительные вложения в энергонезависимость своего жилища. Зато у нас есть другой мотив для внедрения современных технологий - наличие большого выбора недорогих и удобных участков под строительство, но без подведенных коммуникаций, - пишет segodnya.ua .

ИДЕАЛ ДЛЯ ПОДРАЖАНИЯ - ПОЛНАЯ ПАССИВНОСТЬ

Естественный путь к повышению энергонезависимости - сокращение расхода энергии в здании, в первую очередь на отоплении за счет снижения теплопотерь. Поскольку, как говорит руководитель Клуба прикладной экологии Андрей Бобровицкий, построить теплый дом технически гораздо проще, чем создать сверхэкономную систему отопления.

ЭТАЛОН. Современный эталон в понимании того, что такое теплое жилище, задает так называемый пассивный дом. Такое здание потребляет на свое отопление за год не более 15 кВт*ч/м2 своей площади. Для сравнения, так называемые дома низкого потребления энергии, которые в ЕС с 2002 года являются минимальным стандартом энергосбережения, потребляют не более 60 кВт*ч/м2 в год. До того, с 1970-х годов, в Европе строили дома с годовым потреблением энергии не более 150 кВт*ч/м2. А еще раньше - здания, которые за год расходовали 300 кВт*ч/м2. Это, кстати, примерный уровень обычного кирпичного здания вроде тех, в которых до сих пор живут миллионы украинцев.

Но "пассивный дом" - еще не предел. Есть еще дома "нулевой энергии" - вообще не потребляющие ни единого киловатта извне. Такое жилище отапливается теплом человеческих тел, работающих электроприборов и проникающим через окна солнечным светом. А есть еще и здания, которые вырабатывают энергии больше, чем потребляют.

СТАНДАРТЫ. Стандарты энергоэффективности дома установил Институт пассивного дома (Дармштадт, Германия). Для нас они полезны тем, что показывают основные направления усилий, которые нам придется приложить для приближения своего жилища к энергонезависимости.

1. Стены с повышенной теплоизоляцией (коэффициент теплопередачи должен составлять менее 0,15 Вт/м2K). Для сравнения, коэффициент теплопередачи стандартной кирпичной стены толщиной 24 см составляет примерно 2 Вт/м2K. То есть стена пассивного дома должна быть как минимум в 14 раз теплее.

2. Не должно быть "мостиков холода", т. е. таких архитектурных или технических деталей с высокой теплопроводностью, которые проходили бы сквозь слой утепления наружу.

3. Сооружение должно быть компактным. Идеальной формой такого здания была бы сфера - минимум площади внешней поверхности при максимуме внутреннего объема. Но распланировать такое помещение с удобством для жизни - задача не из простых. Поэтому форму здания стремятся сделать максимально приближенной к кубической. Чем больше вытянуто строение, тем больше у него "лишней" внешней площади и теплопотерь.

4. Должно быть обеспечено пассивное использование солнечной энергии благодаря правильному ориентированию и отсутствию затемнения (от деревьев или других зданий). Архитектор Татьяна Эрнст, автор первого в Украине пассивного дома, объясняет: "Южная (солнечная) сторона здания должна быть максимально остеклена. А северную сторону, наоборот, необходимо сделать глухой". Также нужны улучшенные стеклопакеты со специальными профилями и коэффициентом теплопередачи окна 0,8 Вт/м2K.

5. Высокая герметичность здания. То есть пассивный дом должен быть в 2,5 раза герметичнее обычного.

6. В доме должна быть контролируемая вентиляция с рекуперацией тепла из отработанного воздуха, обеспечивающая более 75% возврата тепла.

ТЕПЛО СОХРАНЯЮТ СТЕНЫ И ОКНА

В принципе, стену пассивного дома (не говоря уже о просто теплом) можно возводить практически из любого из популярных строительных материалов и по любой из технологий. Лишь бы в итоге выйти на искомые показатели коэффициента теплопередачи. Даже незатейливый бетон можно потом утеплить в более чем достаточной степени.

МАТЕРИАЛ. При этом у каждого из специалистов могут быть свои предпочтения. Андрей Бобровицкий, например, рекомендует внешние стены делать из соломы. Или возводить деревянный каркас, который потом утеплять камышом. Но при этом внутри здания должны быть массивные перегородки из красного кирпича или, еще лучше, самана - легкие стены тепла не накапливают.

Из этих же соображений, чтобы сделать дом термически инертным (без склонности к постоянным перепадам температуры), Татьяна Эрнст рекомендует возводить внешние стены из обыкновенного красного кирпича с дальнейшим их внешним утеплением. В домах же на каркасе она видит тот недостаток, что в них сложнее обеспечить требуемый уровень герметичности. Дерево же, по ее мнению, слишком "живой" материал, склонный к расширению и сжатию в разные времена года, а также растрескиванию.

В Европе помимо каркасных технологий широко используются поризованные (пористые) керамические блоки, термоблоки (с дальнейшей заливкой бетоном), газобетон и пенобетон. Эти материалы серьезно потеснили позиции традиционного кирпича.

СВЕТ. Окна могут быть не только средством освещения, но и эффективным отопительным прибором. В пассивном доме используется принцип, который можно попытаться взять на вооружение и в "обычном" строительстве: зимой окно должно приносить больше энергии, чем будет теряться через него. Для этого оно должно быть направлено навстречу солнцу (на юг), максимально пропускать его свет и минимально выпускать тепло наружу. При этом не стоит увлекаться окнами на солнечной летом стороне (восток, запад), чтобы не перегревать здание в жару. Окна должны быть с энергосберегающим напылением на стеклах, двухкамерными, с заполнением межстекольного пространства инертным газом. Впрочем, все это уже используется и в обычных домах. Практику установки окон в пассивных домах от традиционных отличает то, что их монтируют не в капитальной стене, а выдвигают в зону внешнего утепления. Это предотвращает появление мостиков холода в местах "встречи" окна и стены. Еще одна полезная мера - установка жалюзи или роллет.

ЧЕМ ВЫРАБОТАТЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

Но даже если нам удастся построить дом, обогреваемый только теплом наших сердец, без электроэнергии все равно не обойтись. Надо понимать, что если есть возможность подключиться к центральной сети электроснабжения, то так и следует поступить. "Уже есть реализованные проекты полностью автономных домов. Но гораздо дешевле пользоваться классическими видами энергии. Особенно электрической, - предупреждает коммерческий директор компании "Гравицаппа" Борис Микелюк. - Пока что солнечные панели не могут быть альтернативой центральным сетям".

АВТОНОМИЯ . Классический вариант автономии - домашняя солнечная электростанция в содружестве с ветрогенератором. "Как правило, солнце и ветер взаимозаменяемы, - говорит Борис Микелюк. - Когда тепло - безветренно и солнечно. Когда холодно и нет солнца - обычно еще и ветрено". Если ограничиться скромным потреблением 3 кВт, то систему на солнечных батареях можно выстроить за $6 тыс. Еще $3,5 тыс. уйдет на ветрогенератор мощностью 2 кВт (аккумуляторы у нас уже есть в "солнечной" системе).

Если увеличить мощность солнечной станции до 5 кВт, то система подорожает до $10 тыс. Зимой она будет вырабатывать до 200 кВт/ч, летом - до 650 кВт/ч в месяц. Еще примерно $9 тыс. придется отдать за систему с ветрогенератором.

Однако неизбежно будут дни и без солнца, и без ветра. И резервный источник электроэнергии - бензиновый, дизельный или газовый электрогенератор мощностью 5 кВт - обойдется еще примерно в $600.

КАК ОБОГРЕТЬСЯ И ОХЛАДИТЬСЯ

Рассмотрим, как организовано отопление и горячее водоснабжение первого в Украине официально зарегистрированного "пассивного" дома (с внушительной полезной площадью 328,2 м2). Солнечные коллекторы, установленные под наклоном 45 градусов на южной стороне крыши, нагревают размещенный ниже уровня грунта бак-аккумулятор емкостью 1 тыс. л. А когда мощности солнечных коллекторов не хватает (например, зимой), им на помощь приходит тепловой насос мощностью 3-15 кВт.

Пассивный дом более скромных размеров (150 м2) может обойтись тепловым насосом мощностью 8 кВт. А если взять насос 10 кВт (с установкой под ключ потянет на $8 тыс.), то его хватит с запасом и без установки солнечных коллекторов ($2-4 тыс.).

Но упомянутый "пассивный дом" подключен к централизованной электросети. А для полностью автономного жилища может возникнуть ситуация, когда в пасмурную безветренную погоду придется отапливаться за счет работы бензогенератора. Выходом может быть установка твердотопливного котла. "Система гелиоколлекторов и котел - хороший тандем, - считает Борис Микелюк. - Коллекторы решают вопрос горячего водоснабжения в теплый период, когда гонять котел нет смысла".

ОХЛАЖДЕНИЕ. Тепловой насос может работать и на охлаждение. "Если это предусмотреть при проектировании, из земли можно напрямую подавать в "теплые стены" воду температурой 10-12 град. Еще вариант - установить внутренний блок кондиционера и подводить к нему холодный теплоноситель из земли. Работа насоса и вентилятора потребляет в 20-25 раз меньше энергии, чем обычный кондиционер", - рассказывает Кирилл Ставничий.

ИСПОЛЬЗУЯ "ЗЕЛЕНЫЙ ТАРИФ"

Даже если вы подключаете дом к централизованной сети электроснабжения, задумайтесь об установке солнечной электростанции - хотя бы ради заработка на "зеленых тарифах". "Вы покупаете электроэнергию по 57 коп./кВт*ч. А если генерируете больше, чем потребляете, то вам платят по 5,50 грн/кВт*ч. Например, в зимний месяц вы потребили 400 кВт*ч, а сгенерировали 100. Вы заплатите облэнерго за 300 кВт*ч по тарифу 57 коп. А летом станция сможет сгенерировать за месяц 500 кВт*ч, а вы потратите только 100. За каждый из 400 кВт*ч вам заплатят по 5,50 грн. Так за весну-осень продающему энергию денег должно приходить больше, чем требуется на его нужды", - рассказывает директор ООО "Цетус" Кирилл Ставничий.

ВЕНТИЛЯЦИЯ БЕЗ ПОТЕРЬ

У нас много энергозатратных привычек. Одна из них - проветривать помещение через форточку. В холодное время года это фактически выброс наружу драгоценного тепла и запускание холода. От пассивного дома не зря требуется высокая степень герметичности, чтобы не сквозило из щелей и не тратилась зря энергия. А обновление воздуха происходит с помощью системы контролируемо-принудительного энергосберегающего воздухообмена.

В первом украинском пассивном доме это работает следующим образом. Отработанный воздух температурой примерно +20 °С вытягивается из-под потолка каждого помещения - там он является носителем бесполезного, то есть уже никак не используемого тепла. Далее он подается в рекуператор, расположенный в самом низу здания. Холодный воздух затягивается с улицы и сначала проходит по грунтовому теплообменнику, заложенному на глубине не менее 2 м. Так он подогревается примерно до +5°С, после чего тоже попадает в рекуператор. Там теплый и холодный воздух обмениваются теплом через разделяющую их металлическую перегородку. В результате в дом возвращается до 90% тепла, содержащегося в отработанном воздухе, а свежий при температуре +17 °С подается в помещения.

При жаркой погоде все происходит наоборот - горячий внешний воздух охлаждается в теплообменнике и рекуператоре (поскольку внутри прохладнее, чем снаружи). Это в сочетании с "холодными" стенами снимает потребность в использовании для охлаждения кондиционеров.

Автономный дом – дом, не требующий подключения к инфраструктурным сетям. Синоним – энергонезависимый дом . Всю необходимую энергию для электроснабжения, тепла и горячего водоснабжения автономный дом вырабатывает сам. Также, разумеется, для утилизации стоков не требуется подключения к (городской, поселковой) канализации (дом обходится локальным очистным сооружением).



Обычно, помышляя о строительстве коттеджа и рассуждая об автономном доме, люди в первую очередь дискутируют на тему, как будет отапливаться коттедж. Это – неправильная постановка вопроса.

Посмотрим строительную физику. Если теплопроводность и воздухопроницаемость ограждающих конструкций (стен, окон, фундамента, кровли) стремятся к нулю, то теплопотери также стремятся к нулю. Таким образом, в первую очередь целесообразно подумать о снижении потерь тепла, то есть правильном утеплении автономного дома и качественном строительстве ограждающий конструкций, минимизирующем продуваемость ( ) коттеджа. Если при строительстве коттеджа эта задача решена, тогда вопросы способа отопления в автономном доме отходят на второй план.

Мы строим пассивные дома (энергопассивные дома) – таким домам практически не нужно отопление. Пассивные дома обладают мощным утеплением, в них использованы самые лучшие, с максимально-возможным на сегодняшний день сопротивлением теплопередаче. В результате, расчетные теплопотери пассивного дома крайне низки, и потребность в каком-то дополнительном источнике тепла здесь весьма незначительна. Разумеется, НЕ нужны никакие газгольдеры или котлы на жидком топливе. Таким образом, пассивный дом является наиболее подходящей основой для энергетической автономии, для создания автономного дома.

В качестве прибора для отопления и автономного дома могут использоваться или котлы на твердом (древесном) топливе, современные варианты которых весьма экономичны и эффективны и могут работать в автоматическом режиме (автоматическая подача древесных гранул - пеллет).

Можно обратить внимание и на компактные установки на базе теплового насоса, сочетающие в себе вентиляцию, горячее водоснабжение и отопление, потребляющие незначительное количество электроэнергии (см. фото), которые находят всё большее применение в энергоэффективных и пассивных домах в Европе.

Для поддержки ГВС и (в некоторой степени) отопления в энергонезависимом доме можно использовать , с помощью которых энергозатраты на горячее водоснабжение в летний период сводятся к нулю.

Для электроснабжения автономного дома мы рекомендуем следующую схему. Солнечные (фотоэлектрические) панели с соответствующими аккумуляторными системами хранения энергии в сочетании с генератором на жидком топливе (дизель), используемым периодически в период осень - весна, а также в качестве резервного источника (на случай длительных периодов пасмурной погоды). В средней полосе России солнца не меньше, чем в Германии (показатели инсоляции в московском регионе превосходят берлинские), где солнечные панели распространены повсеместно, а, например, Иркутск или Приморский край обладают вообще испанскими показателями инсоляции.

Реализация полной автономии только на основе возобновляемых источников энергии в настоящее время на больше территории России технологически и экономически не осуществима.

Использование ветряных электрогенераторов для автономного дома может быть рационально в регионах с соответствующей ветровой нагрузкой и при наличии большой территории участка. Для московской области мы их не рекомендуем, хотя, разумеется, можем рассмотреть такую схему для любителей.

Строительство автономных домов (энергонезависимых домов) целесообразно в том случае, если отсутствует возможность подключения к сетям электро- и газоснабжения, либо стоимость такого подключения высока. Кроме того, часто имеет смысл применить элементы автономности также и в случае наличия коммуникаций. Это позволяет застраховаться на случай возможных перебоев и дарит независимость, большую уверенность и безопасность.

Рекомендуемым решением не только для автономного дома, но и всякого современного коттеджа является «технологическая энергонезависимость», при которой системы жизнеобеспечения современного коттеджа обеспечиваются энергией за счет внутренних источников.​ Такой подход постепенно становится доминирующим в европейском строительстве коттеджей.

Разумеется, формировать энергетическую концепцию автономного дома целесообразно до начала строительства коттеджа, на стадии проектирования автономного дома. Лишь в таком случае можно обеспечить достойное качество и высокую энергоэффективность коттеджа.

Пассивный, или энергонезависимый дом (англ. passive house) - это дом, основной особенностью которого является малое энергопотребление. В идеале, пассивный дом должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры.

Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии.

Горячее водоснабжение осуществляется за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов или солнечных коллекторов.

В зависимости от конструкции стен дома через них теряется до 35-45% тепла, полученного в ходе работ систем отопления. Фактически большинство домов, построенных по классическим технологиям, отапливают улицу.

Наиболее очевидная и лежащая на поверхности цель повышения энергоэффективности жилых зданий - сокращение энергопотребления, что экономит как прямые затраты на обслуживание здания и поддержание в нем необходимой температуры, так и косвенно положительно влияет на экологическую обстановку за счет сокращения необходимых в любом другом случае генерирующих мощностей. Структура энергопотребления домов, построенных по стандартным технологиям, существенно отличается от энергопотребления энергоэффективных домов.

Другая цель создания энергоэффективных зданий - сокращение использования традиционных источников энергии, при работе с которыми природные ресурсы (в том числе углеводороды) необратимо расходуются, и замена таких источников возобновляемыми. Такой подход также обеспечивает как значительную экономию, так и максимальную экологичность возводимых зданий.

Несмотря на сдерживание роста тарифов на тепло- и электроэнергию, стоимость электроэнергии для конечного потребителя за последние десять лет выросла в 5,4 раза.

Саму идею обеспечения максимальной энергоэффективности сложно назвать новой: еще в конце 1970-х гг. в Финляндии был построен комплекс «EKONO HOUSE» в городе Отаниеми. В здании, кроме сложного объемно-планировочного решения, учитывающего особенности расположения и климата, была применена особая система вентиляции, при которой воздух нагревался за счет солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Также в общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергоэффективность, были включены солнечные коллекторы и геотермальная установка.

Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года.

Логическим продолжением экспериментов по формированию подхода к строительству энергоэффективных зданий стала концепция энергонезависимого дома (также называемого «пассивным» либо «энергопассивным»), разработанная в Германии доктором Вольфгангом Файстом, основателем Института Пассивного дома в немецком городе Дармштадт. За двадцать лет существования технологии было проведено множество глубоких исследований влияния на термостатирование зданий многочисленных факторов, как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации, отработаны программы расчета и технологии строительства. На базе сформированных знаний стало возможным широкое распространение энергонезависимых домов не только в Германии, но и во всех странах Запада. В таких домах применяются самые современные строительные материалы, конструкции, и инженерное оборудование, и на сегодняшний день энергонезависимый дом - это самый совершенный дом с точки зрения комфорта, энергопотребления и внутреннего климата помещений.

Экономичность: благодаря низкому энергопотреблению экономится значительная часть средств, необходимых для теплоснабжения, подогрева воды, кондиционирования и других элементов обеспечения климатического режима в доме.

Экологичность: для функционирования дома нужен минимальный объем электроэнергии, в связи с чем практически исключены вредные выбросы в атмосферу. Массовое внедрение технологии энергонезависимого дома позволяет значительно сократить необходимость работы существующих генерирующих мощностей и снять необходимость ввода новых. Помимо этого сокращается объем выброса парниковых газов в 7-10 раз.

Комфорт: чистый, теплый свежий воздух, теплые стены и полы вызывают ощущение пребывания в горной местности в летний период. Если учесть, что человек за свою жизнь более 50% находится в жилище, то такая комфортная среда обитания внутри энергонезависимого дома благотворно влияет на здоровье человека и способствует продлению его жизни. Лучше всяких цифр об этом говорят отзывы людей, которые неизменно говоря: «мы никогда не замерзали», «мы определенно построили бы энергонезависимый дом снова», «нам никогда еще не было настолько комфортно».

Реальная энергонезависимость: концепция энергонезависимого дома позволяет возводить строения на территориях, не оборудованных традиционными инженерными коммуникациями (газ, теплоцентраль), а в определенных случаях - и без подведения коммунальных электросетей.

Современная строительная отрасль, поддерживая научные изыскания, нацелена на снижение теплопотерь за счет внедрения современных теплоизоляционных материалов, сокращения мостиков холода, применения высокотехнологичных конструкционных материалов. Однако нельзя не признать, что обособленная реализация такого подхода не дает эффекта, равного применению концепции энергонезависимого дома.

Конечно, современные строительные нормы и применение качественных материалов способно значительно снизить теплопотери здания, и, за счет этого, - энергопотребление, затрачиваемое на отопление. Учитывая, что именно на обогрев помещения затрачивается основная часть потребляемой энергии, этот результат можно было бы считать вполне удовлетворительным, однако результаты исследований показывают, что возведение здания в соответствии с концепцией энергонезависимого дома позволяет сократить на отопление более чем на 70%.

ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ: БУДУЩЕЕ СЕГОДНЯ

За счет чего достигается такая экономия? В первую очередь - за счет комплексности мер, направленных на максимальную энергоэффективность. Решать проблему теплопотерь в зданиях, нельзя исключительно за счет повышения характеристик теплоизоляции. Только комплексное применение современных теплоизоляционных материалов, архитектурных приемов и новейших инженерных систем позволяет достичь поставленной цели.

Так, проектирование энергоэффективного здания проводится с учетом климатических условий региона, с определением оптимальной формы здания и его габаритов для уменьшения площади внешней поверхности без потери внутреннего объема здания. За счет меньшей площади внешней поверхности уменьшаются и расходы энергии, связанные с теплопотерями.

Дополнительно к этому технология энергонезависимого дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей - не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента, для чего формируется несколько слоев теплоизоляции - внутренняя и внешняя, а также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие конструкции практически в 10 раз ниже, чем в обычных зданиях.

В США стандарт требует потребления энергии на отопление дома не более 1 BTU (Британская тепловая единица) на квадратный фут помещения, в Великобритании энергонезави-симый дом должен потреблять энергии на 77% меньше обычного дома, а с 2007 года каждый дом, продаваемый в Англии и Уэльсе, должен получить рейтинг энергоэффективности. Каждый продающийся дом осматривается независимым инспектором, который определяет рейтинг эффективности дома с точки зрения потребления энергии и выбросов СО2. В Ирландии пассивный дом должен потреблять энергии на 85% меньше стандартного дома, и выбрасывать в атмосферу СО2 на 94% меньше обычного дома. Новые дома Испании с марта 2007 оборудуются солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30% до 70% потребности в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды.

На сегодняшний день в мире построено более 7000 пассивных домов, офисных зданий, магазинов, школ, детских садов. Большая их часть находится в Европе.

Но для создания комфортной среды обитания в доме его необходимо оживить. И тут на помощь приходят различные инженерные системы. За электроснабжение отвечают фотоэлектрические солнечные батареи и ветрогенератор. Поскольку энергоснабжение от таких источников как солнце и ветер носит нестабильных характер, требуется установка резервного генератора и системы аккумулирования.

Системы отопления и горячего водоснабжения тепловой энергией снабжают геотермальный тепловой насос и солнечный коллектор. Солнечный коллектор напрямую преобразует солнечную энергию в тепло и направляет его на поддержание системы горячего водоснабжения. В условиях отсутствия завозимого углеводородного топлива и экономии вырабатываемой электроэнергии прямой электрический обогрев был бы нерациональным решением, поэтому применяется тепловой насос на 1 кВт затраченной электрической энергии поставляющий 4,5 кВт тепловой энергии. Дополнительные 3,5 кВт энергии тепловой насос с помощью грунтового теплообменника перекачивает из грунта, повышая температурный потенциал энергии, запасенной в грунте.

Любой дом требует вентиляции воздуха и уж тем более дом, представляющий собой полностью герметичный объем. В системе принудительной приточно-вытяжной вентиляции применяются современные вентиляционные установки с рекуперацией тепла и влаги удаляемого воздуха. Данные установки способны вернуть до 90 % тепловой энергии из удаляемого воздуха в подаваемый в помещения свежий воздух. В летний период данная система имеет обратное действие, т.е. охлаждает подаваемый воздух.

Схема взаимодействия инженерных систем энергонезависимого дома

Схема взаимодействия инженерных систем энергонезависимого дома:

1 - Фотоэлектрические модули
2 - Электрогенератор (Микро ГЭС,Микро ТЭС)
3 - Ветрогенератор
4 - Блок контроля заряда/разряда АКБ
5 - Аккумуляторные батареи
6 - Инвертор
7 - Рекуператор
8 - Система предварительного темперирования наружного воздуха
9 - Солнечные коллекторы
10 - Смеситель солнечного коллектора
11 - Тепловой насос
12 - Буферная емкость
13 - Емкостной водонагреватель
14 - Водоочистная установка
15 - Скважинный насос
ГЗ - грунтовый зонд
НВ - наружный воздух
ПВ - приточный воздух
ОВ - отходящий воздух
УВ - удаляемый воздух
ХВ - холодная вода
ГВ - горячая вода
ПОК - подача отопительного контура
ООК - обратка отопительного контура SolarDivicon
ИВ - Исходная вода (из скважины или озера)
ЧВ - Очищенная вода