Енергозберігаючий Будинок. Мрія? Чи реальність?
Якщо б запаси енергії, які знаходяться в Землі були невичерпні, цієї теми не виникло б ніколи. Але, на жаль, все хороше закінчується. Вже більше двохсот років прогресивне людство відправляє в трубу свої ресурси, а заодно і ресурси для майбутніх поколінь. На видобутку та переробці копалин побудовані всі наддержави вчорашнього, сьогоднішнього, але не завтрашнього дня.
Населення планети зростає, і жити в печері хочуть далеко не всі. Комфортні умови життя стають стандартом для все більшого числа людей.
Як же забезпечити ці умови, не витрачаючи зайву енергію, і як зробити економічними вже побудоване житло і виробничі будівлі та споруди. Для цього люди думаючі придивилися до традицій багатовікового будівництва у нас і за кордоном. І виявилось, що практично всі традиційні житлові будівлі в Європі і Азії зроблені за принципом енергоефективності та енергонезалежності.
Всі знають, що правильний сільський будинок теплий навіть у сильні морози і дає прохолоду навіть у спеку. На опалення такого будинку потрібна невелика кількість дров. Наші предки, не маючи комп'ютерів і супутників розуміли, що будинок повинен накопичувати тепло всередині себе і не віддавати його назовні взимку, а влітку не впускати його всередину. Цей простий, але геніальний принцип відродився у середині двадцятого століття в сучасних будівельних технологіях і став основою для розробки пасивних та енергоефективних будинків.
Основні принципи пасивного будинку запропонували в травні 1988 року доктор Вольфганг Файст, засновник «Інституту пасивного будинку» в Дармштадті (Німеччина) і професор Бо Адамсон з Лундського університету (Швеція). Концепція розроблялася в численних дослідницьких проектах, фінансованих землею Гессен (Німеччина).
В ідеалі пасивний будинок – це незалежна енергосистема, яка взагалі не вимагає витрат на підтримку комфортної температури. Опалення пасивного будинку відбувається завдяки теплу, яке виділяється людьми, що в ньому живуть, побутовими приладами та альтернативними джерелами енергії. Гаряче водопостачання здійснюється за рахунок установок поновлюваної енергії, наприклад, теплових насосів або сонячних колекторів. Електрична енергія виробляється сонячними батареями або вітровими міні-електростанціями.
Технологія пасивного будинку передбачає ефективну теплоізоляцію всіх огороджувальних поверхонь – не тільки стін, але й підлоги, стелі, горища, підвалу і фундаменту. У пасивному будинку формується кілька шарів теплоізоляції, головними з яких є внутрішня і зовнішня. Це дозволяє одночасно не випускати тепло з будинку і не впускати холод усередину нього. Також проводиться усунення «містків холоду» в огороджувальних конструкціях. У результаті в пасивних будинках тепловтрати через огороджувальні поверхні не перевищують 15 кВт/год з 1 м опалювальної площі на рік – практично в 20 разів нижче, ніж у звичайних будинках.
У пасивному будинку використовуються дво- або трикамерні склопакети, заповнені низько-теплопровідним аргоном або криптоном. Застосовується більш герметична конструкція примикання вікон до стін, утеплюються віконні прорізи. Скло має спеціальний склад, обробляється особливим чином, покривається плівками, що відбивають теплове випромінювання. Іноді для додаткової теплоізоляції на вікнах встановлюють віконниці, жалюзі або шторки. Найбільші вікна скеровуються на південь (у північній півкулі) і приносять у середньому більше тепла, ніж втрачають.
На сьогоднішній день технологія будівництва пасивних будинків далеко не завжди дозволяє відмовитися від активного опалення або охолодження, особливо в регіонах з постійно високими або низькими температурами, або різкими перепадами температур, наприклад, в зонах з континентальним кліматом. Тим не менш, органічною частиною пасивного будинку є система обігріву, кондиціонування і вентиляції, що витрачає ресурси більш ефективно, ніж у традиційних будинках.
При цьому, якщо у традиційних будинках вентиляція здійсняться за рахунок природного спонукання руху повітря, яке, зазвичай, проникає в приміщення через спеціальні пази у вікнах і відводиться пасивними вентиляційними системами, розташованими в кухнях і санвузлах, то в енергоефективних будинках використовується більш складна система: замість вікон з відкритими пазами, використовуються звукоізолюючі герметичні склопакети, а припливно-витяжна вентиляція приміщень здійснюється централізовано через установку з рекуперацією тепла. Додаткового підвищення енергоефективності можна домогтися, якщо повітря надходить у будинок через підземний повітропровід. Взимку холодне повітря входить в підземний повітропровід, нагріваючись там за рахунок тепла землі, і потім надходить у рекуператор. У рекуператорі відпрацьоване домашнє повітря нагріває надійшовше свіже і викидається на вулицю. Нагріте свіже повітря, що надходить у будинок, має в результаті температуру близько 17° C.
Влітку гаряче повітря, надходячи в підземний повітропровід, охолоджується там від контакту з землею приблизно до цієї ж температури. За рахунок такої системи в пасивному будинку постійно підтримуються комфортні умови. Лише іноді буває необхідно використання малопотужних нагрівачів або охолоджувачів (тепловий насос) для мінімального регулювання температури.
Матеріали для будівництва будинків такого типу різні. Найкращими визнані екологічно чисті та безпечні, такі як дерево, цегла, глинобетон. Останнім часом часто будують пасивні будинки з продуктів переробки неорганічного сміття – бетону, скла і металу.
Найважливіша частина енергоефективної будівлі – це утеплювач. Саме від товщини, правильного монтажу та якості самого утеплювача залежить подальша енергоефективність. Товщина шару енергоефективного утеплювача в пасивному будинку становить 350-450 мм. Для утеплення застосовуються найрізноманітніші матеріали – мінераловатні плити, газосиликатні блоки, пінополістирол, солома, продукти переробки паперу, глинобетон. Сьогодні найоптимальнішим варіантом утеплення є мінераловатна плита. Цей матеріал не горючий, легко монтується, екологічний і має одні з найкращих показників по енергоефективності.
Наступним важливим чинником пасивного будинку є інженерне обладнання. Сучасних комфортних умов можна досягти тільки із сучасною інженерією. У енергоефективній будівлі два основних вузла – припливно-витяжна установка з рекуперацією тепла і тепловий насос. Комбінація цих двох систем дозволяє домагатися комфортних умов життя при наймінімальніших витратах, а включення в цю систему поновлюваних джерел енергії зробить будівлю повністю незалежною.
Будувати пасивний будинок не набагато складніше, ніж традиційний. Будівля має, як правило, каркасну схему з самонесучими зовнішніми стінами. При такій конструкції зменшуються витрати на фундаменти і на трудомісткість зведення зовнішніх. Вартість будівництва порівнянна з традиційними будинками. В окремих випадках вона може перевищувати її на 10-15%. Але вартість експлуатації в 10 разів нижче.
В усьому світі до 2006 року побудовано понад 6000 пасивних будинків, офісних будівель, магазинів, шкіл, дитячих садів. Велика їх частина розташована в Європі. Розвиток цього напрямку вимагає зміни підходів до будівельних та інженерних технологій. Це принципи не тільки майбутнього, але вже й сьогоднішнього дня.
За матеріалами зарубіжних видань
Декілька фактів щодо енергозбереження, які спонукають задуматись
1. Для того, щоб 12 годин щодня протягом року горіла одна лампа потужністю 100 Вт, необхідно спалити 180 кг вугілля, внаслідок чого в атмосферу буде викинуто 425 кг СО2.
2. Закриваючи на ніч штори, можна зменшити втрати тепла через вікна.
3. Зниження рівня споживання гарячої води на 50 літрів за добу веде до щорічної економії 100 літрів мазуту.
4. Якісна теплоізоляція в будівництві — це запорука економії енергоресурсів та збереження нормального мікроклімату в приміщеннях.
5. Втрати енергії через холодні стіни становлять 40-70 % від загальної потреби в теплі. Економити електроенергію можна за рахунок кольору стін. Біла стіна відбиває 80 % спрямованого на неї світла, темно-зелена — лише 15 %, чорна — лише 9 %.
6. 3а підрахунками спеціалістів Інституту електродинаміки НАН України, потенціал енергії вітру в 2000 разів перевищує сучасне виробництво енергії в Україні.
7. Кран, що протікає, призводить до втрат 7000 літрів води на рік (за умови, що вона крапає повільно). Якщо ж вода біжить тоненькою цівкою, то її втрати становитимуть до 30 000 літрів, на рік.
8. Загальний потенціал енергозбереження в Україні становить близько 45 % від обсягу спожитих паливно-енергетичних ресурсів.
9. Щодня енергетичні витрати в Україні сягають 100 мільйонів гривень. Тільки води ми втрачаємо на 4 мільйони гривень. Усе це негативно впливає на національну економіку країни. Розумне й ефективне енергокористування є ключовим чинником створення нових робочих місць та економічного зростання держави.
| 
