Пассивный дом - Apriori-project
Главное меню:
Проектное бюро «А_ПРИОРИ ПРОЕКТ», разрабатывает проекты «Пассивных Домов» – новое для России направление строительства энергоэффективных зданий с очень мнизким энергопотреблением и обладающих повышенной комфортностью внутренней среды. Имеется ряд разработанных и реализованных проектов.
Часто задаваемые вопросы.
Ответы на часто задаваемые вопросы.
Что такое Пассивный Дом?
Пассивный Дом – это жилое здание, спроектированное и построенное, согласно следующим основным принципам:
1) Потери энергии (тепла) в таком здании должны быть сведены к минимуму.
2) Энергия для обогрева здания, освещения и т.п. должна получаться наиболее эффективным способом и, по возможности, должна вырабатываться с помощью возобновляемых источников энергии.3) Увеличение затрат на строительство такого дома, связанное с применением особых материалов и инженерного оборудования, должно окупаться за 5-7 лет эксплуатации (за счет меньших расходов при эксплуатации на электричество, газ и других источников энергии).
В идеале, пассивный дом вообще не должен потреблять энергию извне. Вся необходимая энергия для жизнедеятельности людей должна вырабатываться внутри дома, причем при помощи возобновляемых источников энергии, таких как: солнечная энергия, ветровая энергия, геотермальная энергия, тепловая энергия от жизнедеятельности человека.
В цифровом виде принципы Пассивного дома выглядятследующим образом:
- Удельный расход тепла на отопление (=)<15 кВт*ч/(м2год) или отопительная нагрузка (=)<10 Вт/м2
- Удельный расход полезного холода (=)<15 кВт*ч/(м2год)
- Удельный расход первичной энергии (=)<120 кВт*ч/(м2год)
- Воздухопроницаемость оболочки здания (=)<0,6/час
- Частота перегрева (=)<10%
Какие основные преимущества Пассивного Дома перед обычным домом?
Дополнительные преимущества Пассивного Дома перед обычным домом:
- материальные затраты на отопление Пассивного Дома примерно в разы меньше, чем на отопление обычного дома (применительно к России);
- уровень комфортности внутренней среды в Пассивном Доме гораздо выше, чем в обычном доме;
- внутренняя среда Пассивного Дома благоприятна для людей, страдающих аллергией;
Возможно ли построить Пассивный Дом в условиях Российского климата?
В южных регионах России вероятность реализовать пассивный дом очень высокая. В климатических условиях Московской области построить идеальный Пассивный Дом будет сложно, но тут гораздо более логично говорить о компромиссе, при котором за энергию все же придется платить, но в разы меньше.
Существуют ли какие-нибудь архитектурные ограничения при строительстве Пассивного Дома?
Существенную роль при проектировании отдельностоящего Пассивного дома играет компактность здания. Для достижения минимальных показателей энергозатрат, необходимо учитывать отношение A/V, где A-площадь оболочки здания, а V-объем здания. Компактность здания имеет зачительное влияние на расход тепловой энергии на отопление здания.
Существует ограничение по площади здания. Площадь здания вычисляется исходя их расчета на одного человека 20-35 м2.
Также необходимо учесть расположение окон по сторонам света. При помощи специальных расчетов необходимо установить площать остекления, расчитать необходимость затенения в летний период. Площадь окон также должна быть расчитана, чтобы в зимний период здание не переохлаждалось.
Проект здания должен учитывать полное исключение тепловых мостов в здании. Это достигается при помощи специальных расчетов конструктивных элемнтов здания.
Для чего нужно строить Пассивный Дом?
Срок эксплуатации современного капитального здания – несколько десятков лет. Для поддержания жизнедеятельности людей за это время расходуется огромное количество тепловой и электрической энергии. Пассивный Дом позволяет в несколько раз сократить потребление ресурсов и затрат на отопление. Особенно актуальным это становится в следующих случаях:
- для обогрева здания используется электричество;
- на участке строительства или в уже построенном доме подведено электричество ограниченной мощности, либо отсутствует вообще, а увеличение подводимой мощности (прокладка линий электропередач до Вашего дома) связано с большими капитальными вложениями;
- cуществует потребность снизить потребление электричества;
- для обогрева здания используется твердое топливо, жидкое топливо,
- либо сжиженный газ в баллонах и необходимо снизить его потребление или перейти на более удобный источник энергии;
- для обогрева используется магистральный природный газ, но, учитывая растущие тарифы, необходимо сэкономить его расход;
Так же не стоит забывать и про то, что запасы энергоресурсов (нефти, газа) ограничены, ввиду чего цена на них с каждым годом становится все больше.
Как реализуется принцип уменьшения тепловых потерь Пассивного Дома?
Данный принцип реализуется при помощи:
- особого состава ограждающих конструкций, окон и дверей здания;
- пространственной ориентации здания по сторонам света (большинство окон выходит на южную сторону);
- рекуперации (возврата) тепла от воздуха в вытяжной вентиляции (что такое рекуперация описано ниже);
Возможные варианты состава ограждающих конструкций приведены на следующих рисунках:
Узел 1.
Цокольная часть стены.
Цокольная часть стены.
Узел 2.
Конструкция наружной стены.
Конструкция наружной стены.
Узел 3.
Конструкция кровли.
Конструкция кровли.
В принципе, ограждающие конструкции Пассивного Дома отличаются от обычных только увеличенным слоем утеплителя (его толщина примерно равна 40 см). Для окон применяются стеклопакеты с повышенным сопротивлением теплопередачи.
При вентиляции зданий происходит до 40% тепловых потерь (вместе с «отработанным» воздухом уходит на улицу и тепло). Для предотвращения этого существуют рекуператоры.
Рекуператор (от лат. recuperator — получающий обратно, возвращающий) — теплообменник поверхностного типа для использования теплоты отходящих газов, в котором теплообмен между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку. Рекуператоры различают по схеме относительного движения теплоносителей — противоточные, прямоточные и др.; по конструкции — трубчатые, пластинчатые, ребристые и др.; по назначению — подогреватели воздуха, газа, жидкостей, испарители, конденсаторы и т. д. - http://ru.wikipedia.org/)
Устройство пластинчатого рекуператора
Проще говоря, рекуператор – это устройство, в котором происходит передача тепла «отработанного» уходящего воздуха свежему входящему воздуху, т.е. мы не «выбрасываем» тепло из помещения вместе с воздухом вытяжной вентиляции, а используем это тепло для нагрева входящего воздуха. Приточный и вытяжной потоки воздуха в рекуператоре не смешиваются, происходит только передача тепла.
Вышеперечисленные решения позволяют в разы сократить потребление используемых источников энергии, будь то электричество, газ, твердое или жидкое топливо.
Как реализуется принцип эффективного получения тепловой и электрической энергии?
Для обогрева помещения электричеством (при отсутствии других источников энергии) применяется тепловой насос. Таким образом мы получаем в 3-5 раз больше тепла, чем от ТЭНов той же мощности (т.е. сокращаем расходы на электричество в 3-5 раз). Что такое тепловой насос и его принцип работы описано ниже.
Если для обогрева помещения используется природный газ, то применяются современные газовые котлы с высоким КПД.
Возможно применение котлов на твердом или жидком топливе с автоматической или ручной подачей топлива, также обладающих высоким КПД.
Для освещения дома применяются только эффективные люминесцентные или светодиодные лампы с интеллектуальной системой включения и выключения света.
Что такое тепловой насос?
Тепловой насос – устройство, которое как бы «выкачивает» тепло из земли (или воздуха, или воды) и передает его в помещение. Принцип его работы полностью аналогичен принципу работы холодильника или кондиционера, с той лишь разницей, что дает он не холод, а тепло.
Основными элементами теплового насоса являются соединенные трубопроводом испаритель, компрессор, конденсатор и регулятор потока – дроссель.
Основными элементами теплового насоса являются соединенные трубопроводом испаритель, компрессор, конденсатор и регулятор потока – дроссель.
Схема компрессионного теплового насоса
1) конденсатор, 2) дроссель, 3) испаритель, 4) компрессор.
Жидкий хладагент (фреон) продавливается через дроссель, его давление падает, и он поступает в испаритель, где вскипает, отбирая теплоту, поставляемую коллектором из окружающей среды. Далее газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, сжимается и, нагретый, выталкивается в конденсатор. Конденсатор является теплоотдающим узлом теплонасоса: здесь теплота принимается водой в системе отопительного контура. При этом газ охлаждается и конденсируется, чтобы вновь подвергнуться разряжению в расширительном вентиле и вернуться в испаритель. После этого рабочий цикл начинается сначала. Т.е. происходит перенос тепла от испарителя к конденсатору. В процессе работы компрессор затрачивает электроэнергию. На каждый затраченный киловатт-час электроэнергии тепловой насос вырабатывает 2,5-5 киловатт-часов тепловой энергии. (http://ru.wikipedia.org/)
Тепловой насос в составе инженерных систем отопления здания.
Тепловой насос можно применять для отопления здания и получения теплой воды для хозяйственных нужд. Для этого (как вариант) возле дома закапываются несколько бетонных свай с трубопроводом, в котором циркулирует рассол. Это нужно для передачи низкопотенциального тепла земли к испарителю теплового насоса. Далее это тепло преобразуется в высокопотенциальное и от конденсатора теплового насоса передается в тепловой аккумулятор – бойлер. Далее это тепло может использоваться как для системы теплого пола, так и для хозяйственных нужд.
вернуться к списку вопросов
Как устроена система вентиляции Пассивного Дома?
Схема системы вентиляции.
Один из вариантов подогрева свежего воздуха для вентиляции устройством системы подземных труб для предварительного подогрева. Трубы закапываются на глубину примерно 2м. На данной глубине даже зимой грунт имеет положительную температуру. Холодный воздух, проходя по этим трубам, нагревается до температуры примерно 0 °С за счет тепла земли. Далее данный воздух поступает в рекуператор, где ему передается тепло от воздуха вытяжной вентиляции и свежий
воздух дополнительно нагревается до температуры 10-15 °С. В результате на данном этапе мы получаем относительно теплый воздух не затрачивая практически никакой энергии (незначительное количество электроэнергии необходимо для работы насосов системы вентиляции). Далее в системе стоит тепловой насос воздушного типа, который дополнительно нагревает воздух до температуры 20-30 °С.
Данный тепловой насос может быть заменен на газовый нагреватель, при наличии газа, либо отсутствовать совсем, так как это система вентиляции и в любом случае будет необходим дополнительный источник тепла. А данная система служит в основном для уменьшения тепловых потерь при вентиляции здания.
Как реализуется принцип окупаемости Пассивного Дома?
При проектировании Пассивного Дома мы учитываем индивидуальные условия строительства: наличие/отсутствие газа, электричества, окружающую застройку и т.п., и предлагаем такое решение, которое при данных условиях строительства окупится за 5-7 лет, за счет меньших затрат на потребляемые ресурсы, а в последующие годы позволит иметь неоспоримое преимущество по сравнению с проживанием в обычном доме.
К примеру, для коттеджа площадью 250 м2, при условии что на участке строительства есть только электричество, можно проанализировать целесообразность строительства Пассивного Дома:
На данном графике представлена сравнительная стоимость строительства коттеджа для разных вариантов его исполнения. Первая колонка соответствует стоимости строительства коттеджа в варианте «Пассивный Дом». Вторая колонка соответствует коттеджу, построенному по строительным нормам 2003 года. Третья колонка соответствует дому той же площади, построенному в 70-х годах прошлого века. Из диаграммы видно, что строительство Пассивного Дома стоит немного дороже, чем строительство обычного современного дома, но посмотрим, что будет дальше в процессе эксплуатации:
На графике «Расходы» представлена стоимость эксплуатации трех вариантов домов, которые были представлены на графике «стоимость материалов». Различные варианты строительства домов подразумевают различные затраты на их отопление. Места пересечения кривых соответствуют моменту времени, когда один вариант дома начинает быть более выгодным, чем другой вариант.
Из данных графиков видно, что Пассивный Дом сравнится по цене с обычным домом уже через 6,5 лет, а впоследствии окажется даже дешевле (т.е вложения в энергосберегающие технологии окупятся через 6,5 лет). Гораздо большая выгода прослеживается по сравнению с домом, построенному по старым нормам.