Пассивный дом в РФ как «пассивная» технология

Среди  разных технологий по энергосбережению в строительстве выделяется технология пассивного дома, которая является комплексом мер, направленных на сокращение теплопотери дома, тем самым обеспечивая ему комфорт и отсутствие необходимости дополнительно его отапливать или охлаждать. Однако несмотря на все очевидные преимущества, технология пассивного дома в России остается в пассиве. 

Российский климат в целом нельзя назвать комфортным, особенно на севере страны. Климатические условия довольно суровы, и для поддержания качества жизни населения необходима энергия для тепла. Так что российские города довольно энергорасходные (по некоторым данным, на обогрев зданий в холодное время года тратится до 40% всех энергетических ресурсов России). 

Естественно, что тренд энергосбережения актуален. Безусловно, альтернативные источники энергии  — также важны, равно и как и сам смарт-подход в строительстве зданий с минимальным потреблением энергии и экологически чистыми. Энергосберегающее строительство — это не только дань экологии, но и прямая выгода в потребительском контексте в эксплуатации зданий. Другое дело, сколько это стоит и насколько выражен эффект.

5 принципов технологии пассивного дома

Источник изображения: https://hauswerk.pro/uploads/images/kak-stroim/kachestvo_zhizni26a.jpg

Идея пассивных домов, как обычно, пришла к рачительным и бережливым австрийцам в конце 80-х.

Все началось с первых прототипов в 1990-х годах, созданных учеными Бо Адамсоном и Вольфгангом Файстом. В 1996 году Файст основал Институт Passivhaus (по-немецки — пассивный дом), исследовательский институт, занимающийся разработкой таких домов и поощрением стран во всем мире к принятию его стандартов и технологий. Бо Адамсон и Файст выделили пять основных принципов для технологии пассивного дома: 

• утепление
• низкоэмиссионные стеклопакеты
• энергоэффективная конструкция самого здания
• герметичность постройки
• система рекуперации воздуха в вентиляции

Проект пассивного дома — это крутая альтернатива обычному отоплению или охлаждению. Вместо котла и радиаторов дом проектируют с установкой специальной системы вентиляции и сверхэффективной теплоизоляцией. Это будет дом, который может «приспосабливаться» к разным временам года, сам по себе. Пассивный дом это строительная концепция и намного больше, чем просто здание с низким энергопотреблением.

Читайте также: Тренды в строительстве 2022 : ТОП-10 самых востребованных

Эффективность

Источник изображения:https://solarsoul.net/wordpress/wp-content/uploads/2011/10/passivnyj-dom-chto-eto-znachit-1.jpg

Здания пассивного дома обеспечивают экономию энергии, связанную с отоплением и охлаждением, до 90% по сравнению с типичным фондом зданий и более 75% по сравнению со средними новостройками. Что касается выбросов, то здания пассивного дома используют менее 1,5 литров мазута на квадратный метр жилой площади в год, что намного меньше, чем в типичных зданиях с низким энергопотреблением.  Аналогичная экономия энергии была продемонстрирована в теплом климате, где зданиям требуется больше энергии для охлаждения, чем для обогрева.

Здания пассивного дома также хвалят за высокий уровень комфорта. Они используют источники энергии внутри здания, такие как теплоизлучение самих людей и разных приборов, а также солнечное тепло, поступающее в здание, что значительно упрощает обогрев. 

Скачать

>

Соответствующие окна с хорошей изоляцией и сама оболочка здания, состоящая из хорошо утепленных наружных стен, крыши и перекрытий, сохраняют тепло зимой в доме, а летом не пропускают его наружу.

Система вентиляции постоянно подает свежий воздух, обеспечивая превосходное качество воздуха, не вызывая неприятных сквозняков. Высокоэффективная установка рекуперации тепла позволяет повторно использовать тепло, содержащееся в вытяжном воздухе. В целом, критериями, по которым можно определить, что дом с энергосберегающими технологиями, являются показатели расхода тепловой энергии для отопления — максимум 15 кВт.ч/(м2.год), а общее потребление всех видов энергии для быта — не более 120 кВт.ч/(м2. год).

Огромная экономия энергии в зданиях пассивного дома достигается за счет использования особо энергоэффективных строительных компонентов и качественной системы вентиляции: абсолютно никакого снижения комфорта; вместо этого значительно повышается уровень комфорта.

Для пассивного дома требуется всего 10% энергии, потребляемой типичными зданиями — то есть выгода экономии — 90%!. Владельцев пассивных домов едва ли будет волновать рост цен на энергоносители.

Читайте также: 3D-печать в строительстве: в чем преимущества?

Основные проблемы внедрения пассивного дома в России

Источник изображения:https://www.magazindomov.ru/wp-content/uploads/2020/06/Gorka-House-9.jpg

По данным опроса ДОМ.РФ , примерно 40% российских граждан готовы доплачивать за дома с энергоэффективностью, хотя, надо отметить, что не более 6% респондентов действительно разбираются в вопросе уровня энергоэффективности жилья и технологиях. 55% россиян считают, что большие вложения на старте такого жилья со временем окупятся по коммунальным платежам.

Очевидно, что пассивные дома — это очень эффективное и жизнеспособное решение для будущего строительства. 

Но для России, с ее запасами энергоресурсов и мощной экономикой энергетики, очевидно, этот тренд интересует лишь как перспектива, а не реальный практический переход. Поскольку наличие запасов доступного газа, нефти — прямо влияют на сферу экологичного и энергосберегающего строительства России.

Точной статистики (официальной- точно) по подобной практике строительства пассивных домов нет, поскольку их количество ничтожно по стране — примерно несколько десятков. Чего не скажешь о европейских странах, вынужденных искать в подобной технологии решение вопроса по обеспечению эффективной энергией.

Читайте также: Перспективные энергосберегающие технологии в строительстве

Среди других  проблем по внедрению пассивных домов в будущем строительстве — советское наследие, строгая система энергоснабжения, в которой нет так называемых излишков энергии, которые обычно имеют энергоэффективные дома. Эту энергию нужно как-то считать, а приборов нет, плюс, опять же, нет регламентирующих документов по реализации излишков энергии.

Стоимость в России пассивного дома все же довольно высока. Это связано с дорогостоящим специальным оборудованием импортного производства, которое обеспечивает повышение энергоэффективности здания. Налоги на импорт неизбежны и они немалые. Большинство компонентов для систем пассивного дома — не отечественные.

Строительные компании, предлагающие проекты пассивных домов, обычно закладывают в стоимость свой уникальный опыт — конкуренции в этом сегменте практически нет, поскольку лишь единицы потенциальных покупателей жилья видят в пассивном доме прямую выгоду на долгие года вперед и независимость от энергоносителей.

Поэтому присутствует своеобразный замкнутый круг, обеспеченный отсутствием спроса: потребители не могут оценить прямую экономию от энергоэффективного жилья, видя лишь высокую стоимость в сравнении с обычными комфортабельными застройками, а застройщики и проектировщики, в свою очередь, заинтересованы предлагать то, что наверняка купят, поэтому не стремятся лоббировать энергоэффективное жилье.

Впрочем, рад специалистов считают, что для России эта технология не совсем практична — так как при сибирских морозах до -45 все же без дополнительного обогрева не обойтись.

Читайте также: Внедрение BIM в России

Однако все не настолько печально, как может показаться. На рынке России довольно много новых проектов от экоответственных девелоперов, которые предлагают «зеленые» проекты с включением элементов пассивной технологии и применения экологичных материалов.

Обычно под энергосберегающими технологиями в таких проектах подразумевают применение современных материалов по утеплению и инженерных конструкций, а также инновационные строительные технологии, которые призваны в комплексе экономить энергорасходы тепла, электричества при эксплуатации здания. Но чаще всего это предложения элит-класса, а потому сказать, что в ближайшем будущем нас ждет бум строительства пассивных домов, было бы неверно.

Регионы с наибольшим объемом энергоэффективного жилья (то есть не пассивного дома, а с элементами  энергосбережения) считаются Москва, Санкт-Петербург, Тюмень, Екатеринбург, Красноярский край. Но это не настоящие пассивные дома, а лишь  дома с новыми стандартами энергопотребления, что безусловно, намного лучше старых стандартов строительства.

Конечно, какие-то точечные частные проекты, или проекты госзаказов, которые будут приближены к стандартам пассивного дома могут продолжать появляться на рынке.  

Но, учитывая сложившуюся ситуацию на рынке стройматериалов, (их стоимость подскочила и стала весьма ощутима для многих застройщиков), считать, что инновационные и технологичные стройматериалы будут широко применяться, будет неправильно. На данном этапе российским застройщикам рациональнее работать над оптимизацией ресурсов, переводя свои рабочие процессы в цифровой формат. Оцифровка бизнеса поможет сократить расходы на рабочий персонал, бумагу и в целом повысить эффективность менеджмента. Это кажется наиболее жизнеспособным на ближайшую перспективу в вопросе строительных  трендов в России.

Поэтому такие программные продукты, как PlanRadar могут стать настоящим помощником в оптимизации управления строительством, экономя время по ведению строительной документации, обеспечивая бесшовную коммуникацию между несколькими специалистам и командами проектов.  

 Попробуйте поработать с PlanRadar в течение 30 дней бесплатно, чтобы ощутить эффект по сокращению времени  в составлении дефектных ведомостей, отчетов и общей продуктивности команды.

Протестируйте PlanRadar бесплатно

Пассивный энергоэффективный дом — принципы и технологии строительства

С ростом цен на энергоносители и уменьшением запасов ископаемого топлива очень остро встал вопрос энергосбережения. Одним из основных векторов развития энергосберегающих технологий является энергосбережение в строительстве.

Проект пассивного дома со схемой размещения всех коммуникаций

Применение новых подходов к проектированию зданий и сооружений, использование современных строительных материалов и современных устройств учёта энергоресурсов позволило значительно снизить затраты энергии и энергетические потери зданий.

Кроме того, энергосберегающие технологии должны быть доступны, экологичны, не влиять на привычный уклад жизни и быть безопасными для жизнедеятельности человека.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

• 1 Что такое пассивный энергоэффективный дом
• 2 Технологии строительства энергосберегающего дома
• 3 Ориентация энергосберегающего дома на участке
• 4 Форма пассивного дома
• 5 Внутренняя планировка пассивного дома
• 6 Используемые строительные материалы
• 7 Сложности при проектировании и строительстве

Что такое пассивный энергоэффективный дом

Пассивный энергоэффективный дом – это здание с малым потреблением энергии (на отопление и бытовые нужды). В идеале, пассивный дом вообще не должен нуждаться в отоплении обычными способами. Пассивный дом позволяет снизить расход энергии в десятки раз. Такая эффективность достигается применением новых технологий, увеличивающих теплоизоляцию здания.

Речь идёт не только о новых строительных материалах, но и о новом подходе к проектированию сооружений. Размеры дома стараются снизить, убрать все утечки тепла и использовать нетрадиционные источники энергии для поддержания оптимальной температуры внутри здания (например, использовать энергию солнца для подогрева воды).

Технологии пассивного дома особенно эффективны в общественных зданиях, где приток тепла идет от большого количества посетителей, что способствует снижении энергетических затрат.
А в Киеве в 2012 году от слов перешли к делу, и построили такой пассивный энергосберегающий дом.

Термин пассивный дом часто располагают рядом с энергонезависимым домом и домом энергия плюс. Это означает, что наряду с идеальными теплоизоляционными материалами и технологиями, применяются инженерные решения, позволяющие вовсе отказаться от потребления внешней энергии, а в некоторых случаях ещё и вырабатывать сверх требуемых норм.

Для этого пассивные дома оборудуют блоками солнечных батарей, совмещённых с аккумулирующими устройствами.

В тех климатических зонах, где это возможно, на помощь солнцу приходят ветряки. В некоторых зонах, где близко к поверхности земли находятся термальные воды, можно использовать их энергию – распространено на Камчатке, некоторых районах Байкала, в Тюменской области Уральского региона.

Схема для монтажа солнечных батарей

Дом, который остаётся комфортным для проживания без дополнительного отопления, а также не использует электроэнергию и прочие ресурсы для собственных потребностей можно назвать энергонезависимым. А если получаемой энергии хватает ещё и на другие нужды – то это будет дом энергия плюс.

Вернуться к оглавлению

Технологии строительства энергосберегающего дома

При строительстве пассивного дома применяют как традиционные материалы (дерево, кирпич), так и нетрадиционные строительные блоки из вторичного сырья. И конечно, большое количество домов строится из современных материалов с малой теплопроводностью.

Пример инновационных стройматериалов, которые эффективно сберегают тепло и могут с большим успехом использоваться для строительства пассивного энергосберегающего дома

Тепло из строения выходит через ограждающие конструкции – стены, пол, крышу и окна. При строительстве пассивного дома используется несколько слоев теплоизоляции. Она препятствует проникновению холода из внешней среды и потерям тепла из самого здания. При строительстве утепляются все ограждающие конструкции, что снижает потери тепла в 10-20 раз.

В отличие от традиционной вентиляции зданий, в пассивном доме весь воздух проходит через систему рекуперации. Это позволяет забрать отработанное тепло и вернуть его обратно в помещения, а не выпускать наружу.

Схема устройства теплоизоляции и вентиляции частного энергоэффективного дома

Большое внимание уделяется окнам. При строительстве применяются 2-3 камерные стеклопакеты, а стыки между окнами и стеной тщательно герметизируют и утепляют. Зачастую используются различные размеры окон, зависящие от стороны света (самые большие окна выходят на юг).

Вернуться к оглавлению

Ориентация энергосберегающего дома на участке

Для строительства пассивного дома выбирается подходящее место. В идеале нужно выбрать такой участок, который будет максимально, насколько это возможно защищён от воздействия неблагоприятных внешних факторов. Но при этом должен иметь максимальное освещение солнечным светом.

Если участок выбирать не приходится, тогда нужно правильно расположить здание на имеющейся земле. В данном случае необходимо учесть множество факторов. Строение должно быть максимально ориентировано на юг. Свет солнца не должны загораживать соседские постройки, заборы, насаждения. Это необходимо, чтобы в любое время года – зимой и летом – солнечные лучи максимально попадали в дом и нагревали внутреннее пространство.

Правильное расположение дома по сторонам света

Прежде чем строить дом, необходимо получить в местном отделении гидрометцентра информацию о розе ветров. Это позволит определить самое ветряное направление и принять меры по защите здания. Это может быть высаженное зелёное заграждение, поставленный забор, соседский дом или любое другое эффективное решение. Барьерная защита дома от ветра исключит выдувание тепла из здания, уменьшит теплопотери.

Вернуться к оглавлению

Форма пассивного дома

Очертанию здания и экстерьеру в целом предъявляется не меньше требований, чем к выбору участка, где будет расположено строение. Любой дом теряет тепло через ограждающие поверхности, чем больше их площадь – тем сложнее прекратить этот процесс. К ограждающим поверхностям относятся все наружные конструкции: стены, пол, крыша, окна, двери.

Поэтому все проекты пассивных домов рассчитываются таким образом, чтобы при сохранении максимально полезного внутреннего объёма, площадь наружных поверхностей была минимальной.

Один из вариантов формы конструкции пассивного дома

Отсюда все проекты пассивных домов делают очень компактными, без лишней вычурности и роскоши в экстерьере. Здесь недопустимы одноэтажные здания с большим пятном застройки, излишние архитектурные решения в виде эркеров и балконов. Также проекты лишают внутренних углов и сложной геометрии вообще. Чаще всего такие дома оснащаются односкатной крышей, что позволяет экономить на строительных материалах, упрощать конструкцию кровли, удалять мостики холода, а также обеспечивает максимальную инсоляцию внутренних помещений.

Размещение окон, их размер и количество также строго регламентируется. Окна в пассивном доме являются как способом потери тепла, так и способом его аккумулировать. Конечно, сами окна не могут накапливать энергию, зато они пропускают солнечный свет, который освещает и обогревает внутренние помещения, а при должном обустройстве внутренних перегородок, ещё и аккумулируется.

Таблица теплопотерь через окна

Окна в энергосберегающем доме располагаются по следующему принципу:

• Максимальное количество окон (до 70-80%) на южном фасаде здания. Количество и размер подбирается таким образом, чтобы солнечные лучи в любое время года (зима и лето) проникали максимально глубоко в помещение, в идеале – доставали дальнюю стенку, нагревая её;
• Восточная (20-30%) и западная (0-10%) сторона оснащается окнами в меньшей степени. Они почти не способствуют получению энергии, а больше нужны для естественного освещения. С ветряной стороны количество окон должно стремиться к нулю;
• Северный фасад здания делается глухим. Солнца с той стороны практически не бывает, поэтому окно будет выполнять только функцию теплоотдачи.

Пассивный дом предполагает использование только специальных окон – энергосберегающих. Такие окна оснащены двух- и трёхкамерными стеклопакетами. Также отдельное внимание уделяется их установке.

Места стыков тщательно обрабатывают, герметизируют и утепляют, что позволяет предотвратить лишние потери тепла.

На этом видео можете посмотреть пример оборудования полностью независимого от внешних систем электроэнергии пассивного дома.

Вернуться к оглавлению

Внутренняя планировка пассивного дома

Также будет отличаться от планировки обыкновенного коттеджа. Проектировщики энергосберегающих зданий ставят во главу правила фэн-шуй. И даже неудобство потребителей (хотя этот фактор полностью учтен), а принципы сохранения тепла и энергии, и больше того – их аккумуляции.

Для этого все помещения в доме должны быть разделены на две части – жилую, к которой будут относиться спальные комнаты, гостевые, гостиная, детские. И буферную – это те помещения, которые делают жизнь комфортнее: кухня, санузлы, кладовые и подсобные помещения, гардеробные, холл, прихожая.

Идеальной планировкой будет считаться такое расположение этих помещений, которое обеспечит нахождение жилой зоны в юго-восточной части здания, а для всех остальных помещений оставит северную и западную части дома. Чем менее значительным будет помещение, тем ближе к северной стене оно может располагаться.

Схема устройства вентиляции пассивного дома

Кроме этого, отличительной чертой планировки помещений в пассивном доме можно назвать небольшую общую площадь каждой комнаты. Играет роль не конкретные размеры, а удаленность помещения от окна вглубь дома. Чем дальше от окна будет располагаться противоположная стена, тем сложнее будет прогреть помещение естественным солнечным светом, а также аккумулировать излишки энергии.

Согласно расчётам, идеальной формой пассивного дома признана полусфера, стоящая срезом на земле. На практике создать такую конструкцию крайне сложно, поэтому энергосберегающие дома пытаются создать более привычной формы. Но при сохранении классических форм и знакомых очертаний интерьера, необходимо обеспечить проникновение солнечных лучей как можно глубже внутрь дома.

Вернуться к оглавлению

Используемые строительные материалы

Для строительства пассивного дома могут применяться самые различные материалы. Здесь и дерево, и кирпич, и газобетон.

Большое внимание уделяется не самим конструкционным материалам, а различным утеплителям и изоляторам. Именно от качества последних будет зависеть успех всего мероприятия.

Дом необходимо не только утеплить, чтобы удержать внутри накопленное тепло, но и герметизировать. Именно с этим пунктом чаще всего и возникают проблемы.

Самыми уязвимыми местами считаются стыки конструкций: углы, места примыкания стен к полу, стен к потолку, оконные и дверные проемы. Им стоит уделять более пристальное внимание.

Утеплять нужно не только изнутри. Качественного утепления требует и наружные части здания. Речь идёт о стенах, кровле и фундаменте. Причем об утеплении последнего необходимо задумываться ещё на этапе закладки здания, сразу после завершения земляных работ.

На втором месте стоит качество самого утеплителя. Его количество необходимо выбирать в зависимости от конкретного региона, где строится дом, исходя из климатических особенностей.

Количество утеплителя для дома в Сочи и в Северобайкальске будет абсолютно разным. Кроме элементарной толщины, необходимо смотреть на такие качества, как теплопроводность, паронепроницаемость и теплоотражающие свойства.

Утеплитель должен быть уложен качественно. Недопустимы расстояния между плитами утеплителя, разрывы и прорехи. Идеальным считается глухая монолитная укладка, чего очень трудно добиться на практике. Лучшие показатели в этом плане остаются у эковаты – современного жидкого утеплителя, созданного на основе переработанной бумаги. Она наносится на подготовленную поверхность методом распыления.

Для внутренней отделки здания лучше использовать натуральные материалы, способные притягивать солнечную энергию и аккумулировать её. Для этого можно использовать полнотелый кирпич или полнотелые бетонные блоки.

Из них должны быть выложены внутренние перегородки. От классического гипсокартона лучше отказаться, так как он не обладает аккумулирующими свойствами.

Стены из полнотелого кирпича или бетона, отделанные глиняной штукатуркой, позволят не только накопить энергию солнечных лучей, полученную за день, но ещё и постепенно отдавать её обратно дому. Тёмный цвет стен, расположенных напротив окон, позволит сделать эту процедуру более эффективной. Для отделки фасада здания также рекомендуется выбирать более тёмные оттенки, чтобы притягивать солнечную энергию.

Вернуться к оглавлению

Сложности при проектировании и строительстве

При проектировании и строительстве пассивного дома не удается избежать трудностей, влияющих на итоговый результат. К ним можно отнести ошибки и неточности при проектировании. Низкое качество строительства (ошибки при монтаже конструкций приводящие к увеличению тепловых потерь).

Схема теплопотерь дома

Стоит отметить, что отсутствие поддержки от государства тормозит развитие этой технологии. Это относится не только к России, но и ко многим другим странам. Технология пассивного дома активно развивается в странах, известных своими экологическими и энергосберегающими программами – Финляндия, Дания и т.д.

Пассивный дом агрессивно-зеленого цвета

Тематический рассказ

Шестиэтажное здание, спроектированное в соответствии со стандартом «пассивного дома», только что было возведено в Кембридже. Архитектор Мишель Апигиан, MA ’00, MCP ’00, проводит для нас экскурсию и объясняет, почему он такой энергоэффективный. лотерея  из 2 600 претендентов должна начаться в 98 единиц доступного жилья в новом здании Finch Cambridge на Конкорд-авеню возле Fresh Pond в Кембридже, штат Массачусетс. В здании, спроектированном бостонской Icon Architecture, есть игривые эркеры и угловые окна, пропускающие солнечный свет и обеспечивающие сквозную вентиляцию, вестибюль со сводчатым потолком и открытая лестница, призванная побудить людей отказаться от лифтов, а также другие продуманные штрихи, такие как шалфей. зеленые акцентные стены и крупная напольная плитка в ванных комнатах, чтобы свести к минимуму использование затирки, притягивающей грязь. Его семейная прачечная находится рядом с большим общественным пространством с гостиной, кухней и уголками для домашних заданий — и оба расположены на верхнем этаже, с окнами, из которых открывается потрясающий вид на Fresh Pond и выходом на террасу на крыше, которая будет есть приподнятые грядки для садоводства.

Но что самое примечательное в этом здании, его вообще не видно.

Finch Cambridge был разработан в соответствии с самым энергоэффективным стандартом в мире, известным как стандарт пассивного дома (PH), который значительно удешевляет отопление и охлаждение по сравнению с обычным зданием. На самом деле, прогнозируется, что он будет на 70% более энергоэффективным, чем в среднем по стране в 2016 году для многоквартирных домов. Воздухонепроницаемая и очень хорошо изолированная, такая конструкция считается «пассивной», потому что она может эффективно поддерживать свою температуру независимо от погоды снаружи, лишь минимально полагаясь на традиционные системы отопления и охлаждения. «По сути, это термос», — говорит руководитель проекта Finch Cambridge, Мишель Апигиан, MA ’00, MCP ’00, заместитель директора и руководитель отдела устойчивого развития в Icon Architecture, которая также работала над дизайном здания. Подход пассивного дома, который работает для всех типов зданий, от домов на одну семью до небоскребов, требует системы вентиляции, которая тщательно контролирует поступление свежего воздуха и восстанавливает тепло (или кондиционированную прохладу) из исходящего спертого воздуха. Это не только снижает потребность в отоплении и охлаждении, но и обеспечивает лучшее качество воздуха в помещении для более здоровых и комфортных жилых помещений. Вы все еще можете открыть окно для глотка свежего воздуха, если вы действительно этого хотите.

Учитывая все преимущества и тот факт, что на здания приходится 54% энергопотребления в Массачусетсе, удивительно, что Finch Cambridge станет лишь вторым многоквартирным зданием PH в штате. Апигян также руководил проектом и помогал спроектировать первый из них, рыночный многоквартирный дом в Южном Бостоне под названием Distillery North, который открылся в 2017 году. Это здание получило платиновый статус LEED — высший уровень лидерства в энергетическом и экологическом дизайне. программа сертификации — без каких-либо дополнительных усилий. Здание на 72% более энергоэффективно, чем в среднем по стране для многоквартирных домов за 2016 год. По словам владельца здания Фреда Гордона, арендаторы платят в среднем 22,50 доллара в месяц за отопление и охлаждение своих квартир, которые в основном состоят из одной и двух спален. Он добавляет, что двое жителей с тяжелой респираторной аллергией сообщают, что их симптомы полностью исчезли вскоре после переезда и снова появляются, когда они путешествуют.

Концепции, лежащие в основе дизайна PH, начали формироваться во время нефтяного кризиса 1970-х годов, когда правительство США финансировало исследования, направленные на снижение зависимости страны от нефти. Но интерес к строительству энергоэффективных домов угас, когда цены на нефть упали и американцы снова сели в свои пожирающие бензин автомобили. Затем группа европейцев продолжила то, на чем остановились американцы (и некоторые канадские коллеги), уточнив передовой опыт и стандарты строительства герметичных домов, которые легче отапливать зимой — подход, который они продвигали как движение Passivhaus. Немецкий архитектор построил первый в США Passivhaus в Иллинойсе в 2003 году; в 2007 году она основала Институт пассивного дома в США, который точно настроил подходы к PH для различных климатических условий.

Хотя идея проектирования чрезвычайно энергоэффективных зданий кажется легкой задачей, Апигиан говорит, что осведомленность о стандарте PH только недавно начала распространяться в дизайнерском сообществе США. Впервые она узнала об этом в 2008 году, когда участвовала в конкурсе на проектирование жилья с нулевым потреблением энергии — домов, которые производят столько энергии, сколько потребляют — для бывшей военной базы Форт-Девенс в Массачусетсе. Теперь она сертифицирована в области строительства PH и активно выступает за стимулы для продвижения таких проектов. Она считает, что проектирование в соответствии с этими стандартами в конечном итоге станет новой нормой. «Когда LEED появился на свет, всем это показалось новым и сумасшедшим, — говорит она. «Теперь это в основном данность — каждая архитектурная фирма мыслит целостно. LEED четко обозначил это».

Страх высоких затрат не позволил многим застройщикам принять принципы пассивного дома. Немногие строители имеют опыт работы со строительными технологиями, что увеличивает цену. «Если есть неопытная команда, более вероятно, что вы получите довольно высокую оценку затрат, потому что они нервничают и не знают, что для этого потребуется», — говорит Апигян. Но по мере того, как все больше строителей набираются опыта, цены должны снижаться. «Мы считаем, что действительно можем сделать это с добавленной стоимостью от 1% до 2%, если принципы пассивного дома будут неотъемлемой частью процесса проектирования, и вся команда будет на борту», ​​— говорит она.

Когда в феврале завершалась заключительная фаза строительства Finch Cambridge, Апигиан провел для MIT News экскурсию по зданию, объяснив ключевые концепции.

Создайте герметичный «конверт».

ALICE DRAGOON

Если кто-то не входит в дверь или не открывает окно, воздух не должен поступать или выходить из здания PH, кроме как через систему вентиляции. Таким образом, обшивка здания полностью заключена в трехслойный воздушный барьер, состоящий из двух наружных слоев полипропилена, термоскрепленных с водонепроницаемым средним полимерным слоем. На каждом углу и по всем краям каждого перфорированного отверстия — окна, двери, воздуховоды — этот барьер заклеен специальной водо- и ветрозащитной лентой. (Apigian говорит, что однослойный воздушный барьер не так эффективен, и правильное применение имеет решающее значение. Если он прикреплен скобами или, что еще хуже, если он разорван и продувается, он не будет удерживать воздух. Постоянно приклеенные барьеры более безопасны. )

Это первый шаг в создании так называемой оболочки пассивного дома — непрерывного барьера против наружного воздуха, влаги и нежелательного тепла или холода. Все 98 квартир в Finch Cambridge соответствуют строгим стандартам воздухонепроницаемости и эффективного отопления и охлаждения. Но чтобы сократить расходы, несколько областей с более сложными проблемами вентиляции, отопления и охлаждения — вестибюль и его открытая лестница, а также прачечная и общественные помещения — исключены из конверта. Все двери, ведущие в корпус PH, и все его окна уплотнены и имеют тройное остекление, чтобы предотвратить непреднамеренный поток воздуха, когда они закрыты.

Заверните здание в одеяло.

Зажимы из красного стекловолокна предотвращают образование мостиков холода;
коричневая минеральная вата покрывает фасад здания.

COURTESY PHOTO

Непрерывная изоляция имеет решающее значение. Но в традиционном здании изоляция размещается только в стенных полостях между стойками, оставляя зазоры — подход, который Апигиан сравнивает со «свитером с кучей дырок». Для зданий PH архитекторы обычно также добавляют слой непрерывной внешней изоляции с высоким термическим сопротивлением, эффективно создавая покрытие вокруг всего здания. Толщина одеяла зависит от размера здания, использования и занятости, а также от климатической зоны. В Finch Cambridge компания Icon использовала напыляемую изоляцию из стекловолокна в полостях наружных стен, а затем обернула здание двухдюймовым слоем «минеральной ваты» — огнеупорного изоляционного материала, изготовленного из расплавленного базальтового камня и переработанного шлака из сталелитейные заводы. (Здание Distillery North получило изоляцию из целлюлозы во внешних стенах плюс три дюйма минеральной ваты). пол над ним и напыление пенополиуретановой изоляции в переходных местах, которые в противном случае было бы трудно покрыть.

«Оболочка» здания выполняет основную часть работы, поддерживая внутреннюю температуру вне зависимости от того, что происходит снаружи.

Также очень важно избегать или разрушать тепловые мосты, элементы, которые создают путь для проникновения или отвода тепла, поскольку они обладают большей теплопроводностью, чем окружающие материалы. Шпильки, особенно металлические, являются печально известными тепловыми мостами; в Finch Cambridge им мешает двухдюймовая внешняя изоляция. Аналогично Z-образные металлические полосы, используемые для крепления внешней облицовки, крепятся к зданию с помощью зажимов из стекловолокна, обладающего ограниченной теплопроводностью.

Тщательно следите за вентиляцией.

ALICE DRAGOON

Вентиляторы с рекуперацией энергии (известные как ERV) используются для обеспечения непрерывного сбалансированного потока воздуха в здания PH и из них. Для каждого из двух ERV Finch Cambridge один воздуховод всасывает свежий воздух, а второй воздуховод выбрасывает застоявшийся воздух. Оба канала пропускают воздух через ERV, теплообменник, в котором используется основной термодинамический принцип, согласно которому тепловая энергия всегда будет течь от горячего к холодному. Таким образом, хотя воздух в двух отдельных воздуховодах не смешивается, в холодную погоду тепло исходящего спертого воздуха помогает согреть поступающий холодный свежий воздух, снижая потребность в отоплении здания. В теплую погоду система извлекает тепло из поступающего свежего воздуха, передавая его выходящему более прохладному загрязненному воздуху и сводя к минимуму потребность в кондиционировании воздуха. ERV также помогают управлять влажностью.

Свежий воздух, который фильтруется для удаления твердых частиц, подается во все гостиные и спальни Finch Cambridge через один из двух воздуховодов здания. Несвежий воздух вытягивается из вентиляционных отверстий во всех ванных комнатах и ​​кухнях и вытекает в один из ERV через один из двух отходящих вентиляционных каналов (показан справа, до применения изоляции).

«Это очень простая технология, удивительная, но не сложная, — говорит Апигиан. «Это было давно».

Установить подогрев нужного размера.

ALICE DRAGOON

Здание с надлежащей оболочкой PH и системой ERV требует минимального дополнительного обогрева и охлаждения. Тепло, выделяемое телами, приборами, лампами и подключенными к сети устройствами, такими как компьютеры, телевизоры и тостеры, имеет большое значение для поддержания температуры. На самом деле, часто говорят, что вы можете нагреть дом PH с помощью фена. В Новой Англии, говорит Апигиан, это может быть правдой. Но она отмечает, что эффективность оболочки PH при сохранении тепла означает, что охлаждение летом, как правило, является более серьезной проблемой.

Компьютерные модели учитывают тепло, выделяемое приборами, электрическими устройствами, осветительными приборами и людьми, и рассчитывают, сколько дополнительного тепла или охлаждения необходимо. Тепловых насосов, которые работают по тому же принципу, что и кондиционер или морозильник, и требуют минимальной энергии для работы, обычно достаточно для обеих целей. Испаритель теплового насоса или теплообменник извлекает тепло из воздуха с помощью жидкого хладагента, который превращается в пар; затем этот пар сжимается в конденсаторе для повышения его температуры, выделяя тепло. Процесс меняется на обратный, когда требуется охлаждение. Каждая единица в Finch Cambridge оснащена электрическим тепловым насосом, но все 98 тепловых насосов (и те, что в местах общего пользования) делят между собой всего 16 конденсаторов на крыше (показаны справа). Поскольку система допускает одновременный переменный поток хладагента, блок, обращенный на запад, который нагревается на солнце, может запросить охлаждение, в то время как блок, обращенный на восток, может потребовать тепла.

Интенсивность энергопотребления объекта (EUI), прогнозируемая Finch Cambridge (количество кБТЕ, необходимое для обогрева и охлаждения каждого квадратного фута в год), составляет всего 23. Это на 70 % меньше, чем средний показатель EUI по США для многоквартирных домов, который в 2016 году было 78,8.

Выбирайте окна с умом и затеняйте их по мере необходимости.

STEPHANIE ARNETT

Правильные окна и устройства для затенения позволяют использовать солнечное тепло зимой и отражать его летом. Чтобы поддерживать внутреннюю температуру, независимо от того, жарко или холодно снаружи, все окна в оболочке PH в Finch Cambridge имеют тройное остекление и уплотнители, а также изолированные рамы, предотвращающие тепловые мосты. И Icon по возможности избегает двустворчатых окон, так как сложно обеспечить герметичность окна, которое скользит вверх и вниз. «Традиционное двустворчатое окно Новой Англии — это катастрофа, самая негерметичная вещь, известная человеку», — говорит Апигиан.

Внешние шторы над окнами на южном фасаде Finch Cambridge простираются на половину длины окна. (Первоначально архитекторы планировали установить шторы на восточном, западном и южном фасадах, но моделирование энергопотребления показало, что они нужны только для окон, выходящих на юг. Удаление остальных помогло сократить расходы.) Они выбрали шторы с наклонными ламелями, которые блокируют летнего солнца, но предотвращают скопление дождя и снега и пропускают ветер. Поскольку зимой солнце находится ниже в небе, солнечный свет и часть его лучистого тепла могут проникать в окна под тенями, помогая согреть здание.

Отдавая дань уважения птицам близлежащего Свежего пруда, архитекторы разработали линию крыши здания, напоминающую крылья. Крылья также обеспечивают тень для общественной комнаты и прачечной на верхнем этаже, а часть 150-киловаттного массива солнечных панелей установлена ​​на крыше. Планируется, что солнечные панели будут компенсировать 98 144 киловатт-часов в год, или около 20% от общего объема электроэнергии, необходимой для эксплуатации здания.

Моделирование и тестирование энергии.

ИНСТИТУТ ПАССИВНОГО ДОМ | WIKIMEDIA

Энергетическое моделирование полезно при проектировании и строительстве здания PH. Инженеры здания могут рассчитать энергетическую нагрузку (пиковое количество энергии, необходимое в любой момент времени), чтобы убедиться, что они выбирают оборудование подходящего размера для здания, а не переусердствуют. Они также могут определить потребность здания в энергии (общее потребление энергии за один год), чтобы убедиться, что оно соответствует стандартам PH. Но измерение его герметичности после постройки является окончательным испытанием и требуется для сертификации здания пассивного дома.

Apigian надеется, что здание получит сертификат PH. В марте она готовилась к первому испытанию двери воздуходувки Finch Cambridge, чтобы определить ее герметичность. Испытание включает в себя закрытие всех наружных дверей и окон и установку специальной двери с вентилятором в одну из главных дверей оболочки РН для вытягивания воздуха из здания, снижая его внутреннее давление воздуха. Если здание негерметично, дверному вентилятору приходится работать больше, чтобы поддерживать уровень давления воздуха, а для обнаружения утечек можно использовать дымовые загоны.

Когда завершилось окончательное строительство Finch Cambridge, Apigian также манипулировала другими местными проектами пассивного дома в Глостере, Салеме и Лоуэлле. В каждом случае цель состоит в том, чтобы дать системам отопления и охлаждения как можно меньше работы. «Благодаря воздухонепроницаемости, термической непрерывности и контролю оболочка здания выполняет большую часть работы, которую мы обычно выполняем с помощью наших систем, поддерживая внутреннюю температуру независимо от того, что происходит снаружи здания», — говорит она. А в Новой Англии это могло означать почти что угодно.

от Alice Dragoon

Принципы пассивного строительства | Принципы пассивного строительства Phius

Пассивное здание — это набор принципов проектирования для достижения строгого уровня энергоэффективности при одновременном создании комфортных жилых помещений. Эти принципы могут применяться ко всем зданиям, включая дома на одну семью, многоквартирные дома, школы, небоскребы и многое другое.

В этой секции

Принципы пассивного здания с нулевым потреблением энергии

Это основные концепции, лежащие в основе целостного стандарта пассивного строительства Phius, создающего структуры, которые лучше для людей и планеты.

Термический контроль

Термоконтроль помогает сохранять тепло внутри, когда на улице холодно, и прохладу, когда на улице жарко ⁠, чтобы обеспечить максимальный комфорт и энергоэффективность.

Высокоэффективный кожух

Непрерывная изоляция по всему ограждению здания помогает уменьшить потребности здания в отоплении и охлаждении и повышает комфорт.

Устранение тепловых мостов

Продуманная конструкция корпуса без тепловых мостов устраняет «холодные углы», сводит к минимуму риск роста плесени внутри и повышает комфорт.

Управление воздухом

Пассивные здания обеспечивают контроль воздуха за счет герметизации корпуса, а затем обеспечивают сбалансированную механическую вентиляцию для достижения превосходного качества воздуха в помещении.

Воздухонепроницаемость

Воздухонепроницаемость является краеугольным камнем пассивной конструкции здания как для долговечности корпуса, так и для экономии энергии, достигаемой за счет минимизации инфильтрации наружного воздуха и потерь кондиционированного воздуха.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла и влаги

Непрерывная приточно-вытяжная вентиляция в герметичном корпусе абсолютно необходима для качества воздуха в помещении (IAQ). Пассивные здания постоянно удаляют застоявшийся воздух из ванных комнат, кухонь и помещений с затхлым воздухом и подают свежий воздух в жилые и рабочие помещения.

Радиационный контроль

Контроль солнечного излучения является ключом к оптимизации конструкции и предотвращению перегрева в пассивных зданиях. Здания, оптимизированные с помощью Phius, уравновешивают солнечное излучение — используя его, когда это необходимо, и затеняя, когда это не требуется, чтобы снизить нагрузку на охлаждение и максимизировать энергоэффективность.

Высококачественное остекление

В пассивных зданиях используются окна с высокими эксплуатационными характеристиками (окна с двойным или тройным остеклением в зависимости от климата и типа здания) и двери, в дизайне которых особое внимание уделяется правильному притоку солнечного тепла и ориентации.

Затенение и дневное освещение

Соответствующие стратегии затенения используют солнечную энергию в отопительный сезон и минимизируют перегрев в сезон охлаждения. Дневное освещение может быть важной пассивной стратегией для снижения световой нагрузки в нежилых зданиях и улучшения качества внутренней среды (IEQ).

Контроль влажности

Пассивные здания требуют особого внимания к контролю влажности как в надлежащем дизайне контроля пара и влаги для корпуса, так и в механических системах, необходимых для поддержания надлежащего уровня влажности в помещении.

Материал Влажность

Корпуса с высокими эксплуатационными характеристиками в пассивных зданиях требуют внимания к деталям, когда речь идет о соответствующей конструкции пароизоляции.

Влажность воздуха

Правильный выбор механической системы и ввод в эксплуатацию имеют решающее значение для поддержания комфортного и безопасного уровня влажности внутри пассивных зданий.

Лучше для вас, вашей прибыли и планеты

Пассивный дизайн — это целостный подход, учитывающий все факторы, вплоть до выделения тепла приборами и жильцами. Лучший способ строительства пассивных зданий — это стандарт Phius, на который приходится подавляющее большинство пассивных зданий в Северной Америке.

Непревзойденный комфорт

Суперизоляция и воздухонепроницаемая конструкция обеспечивают комфорт в любую погоду.

Здоровая окружающая среда

Дышите постоянно вентилируемым фильтрованным воздухом. Уменьшить загрязнение. Предотвратить появление плесени.

Неоспоримая ценность

Крупные здания легче проходят сертификацию благодаря эффективности масштаба и имеют меньшую надбавку к затратам, чем меньшие.

Устойчивые, прочные конструкции

Комплексный подход Phius к проектированию, строительству и обеспечению качества позволяет создавать надежные и долговечные здания.

Мирные, тихие места

Пребывание в здании Phius похоже на вождение роскошного автомобиля: постороннего шума почти не слышно.

Самый быстрый путь к нулю

Принципы пассивного строительства предлагают наилучший путь к нулевому и чистому положительному строительству, потому что они построены правильно с самого начала, снижая нагрузку на возобновляемые источники энергии.

Phius: Высокопроизводительные здания, которые имеют финансовый смысл

Стандарт пассивной производительности для лучшей жизни

Phius — это экономичный, адаптированный к климатическим условиям стандарт для пассивных зданий на пути к нулевому энергопотреблению. Вы будете платить меньше за сборку по сравнению с другими пассивными сертификатами. Кроме того, Phius является единственным пассивным стандартом, при котором качество вашего дома (или здания) проверяется третьей стороной, поэтому вы можете рассчитывать на чрезвычайно удобную, здоровую и устойчивую конструкцию, построенную на века.