Пассивные дома в холодном климате Пассивные дома в холодном климате

Концепция и стандарт пассивного дома получают всё более широкое распространение в мире. Действительно, здание, позволяющее кардинально уменьшить расходы на обогрев, почти не требующее отопления в привычном смысле слова и при этом обеспечивающее высокий комфорт его обитателей, не может не привлекать внимание.

Научно проработанные подходы к проектированию зданий и расчету энергетических балансов в сочетании с удобным инструментарием проектировщика и накопленным обильным практическим опытом делают стандарт пассивного дома наиболее авторитетным инструментом проектирования и строительства зданий высочайшей степени энергоэффективности и качества.

Очевидно, что базовые подходы к проектированию пассивных домов (низкий удельный расход тепловой энергии, мощное утепление, низкая воздухопроницаемость) универсальны для любого климата. Первоначально разработанные для умеренно холодного климата центральной Европы, эти подходы, без сомнения, имеют особую ценность и для более суровых климатических кондиций.

Существенные критерии пассивного дома:
Расход тепловой энергии: ≤ 15 kWh/(m²a) или
Расчетные теплопотери: ≤ 10 W/m²
Расход первичной энергии: ≤ 120 kWh/(m²a)
Воздухопроницаемость: n50 ≤ 0,6 /h

В мире к настоящему времени накоплен существенный опыт применения принципов пассивного домостроения в холодном климате. Речь идет, как о расчете энергетических моделей зданий, так и о реализации строительных объектов в Канаде, Норвегии, Финляндии и России…

Более суровые природные условия по сравнению с центральной Европой и, соответственно, более низкие (расчетные) зимние температуры, обусловливают большую потребность в энергии на обогрев зданий. Это означает, что достижение теплотехнических характеристик здания, близких к требованиям стандарта пассивного дома, является не только сложной амбициозной задачей, с одной стороны, но и обеспечивает большую экономию энергоносителей, чем в умеренном климате, с другой.

Исторически прообраз пассивного дома в холодном климате можно встретить в Исландии, где в 17-18 строились дома из дёрна. Недостаток леса в стране накладывал ограничения на возможности отопления жилья, соответственно жители решали задачу эффективного сохранения тепла домашнего очага, возводя стены и крыши значительной толщины. Разумеется, площадь окон и вентиляция в таких домах не соответствовали современным стандартам.

В 2004-2005 годах в австрийских Альпах был построен Schiestlhaus, «горный приют» на высоте 2154 м. над уровнем моря. Несмотря на то, что здание географически находится в центральной Европе, климатические кондиции, благодаря высоте расположения, сопоставимы с арктическими. Дом построен по принципам пассивного домостроения, его расчетный удельный расход тепловой энергии составляет 12,9 kWh/(m²a).

 

Конструктивное решение: деревянный каркас. Коэффициент теплопередачи U (W/m2K): стен – 0,12, кровли – 0,11. Эффективность рекуператора: 85%. 

Дом полностью независим, 100 процентов энергопотребности покрывается возобновляемыми источниками (солнечными батареями и коллекторами). Источником воды служат осадки, которые собираются в десять емкостей общим объемом 34 м3.

Особое внимание обращает на себя исследование, проведенное в Норвегии. В нем были использованы данные населенных пунктов, которые по температурным параметрам сопоставимы, в том числе, с климатическими условиями северных или сибирских российских регионов. Для сравнения со среднеевропейскими климатическими условиями, для которых разрабатывался стандарт пассивного дома, в исследовании были использованы данные Цюриха. Мы также приводим климатические сведения ряда городов России для сравнения.

Следует отметить, что пакет проектирования пассивных домов (PHPP) предусматривает учет внутренних тепловыделений (internal heat gains) в размере 2.1 W/m2, что ниже применяемых в отечественной (и не только) практике норм. В рассматриваемом исследовании была проведена альтернативная калькуляция с учетом внутренних тепловыделений в размере 4 W/m2 (условный «северный сценарий»), в результате чего удельный расход тепловой энергии для Осло снизился с 15.1 kWh/(m²a) до 9 kWh/(m²a). Тем не менее, даже при данном смягченном подходе достижение показателей стандарта пассивного дома в арктическом климате (Карасйок) оказывается малореальным.

В связи с климатическим особенностями северных регионов, инициатива PEP (Promotion of European Passive houses) предлагает внести изменения, касающиеся нормативного (для целей сертификации) удельного расхода тепловой энергии для «северных стран», расположенных выше 60° широты, увеличив его до 20-30 kWh/m2 в зависимости от конкретных климатических условий местонахождения. Для первичной энергии предлагаемый норматив может составить 120 – 140 kWh/m2. Тем не менее, действующие в настоящее время критерии сертификации пассивных дом предусматривают максимальный расход тепловой энергии в размере 15 kWh/(m²a) независимо от региона.

Обратимся к российскому опыту.

Рассчитанный и построенный в соответствии с Пакетом проектирования пассивных домов (PHPP) в 2011 дом в московском регионе показал расчетный показатель удельного расхода тепловой энергии 24 kWh/(m²a) при использовании наружного утепления стен 300-450 мм (ПСБ + Неопор), фундаментной плиты 300 мм (ПСБ), плоской кровли 500 мм (ПСБ + политерм), коэффициенте теплопередачи окон U= 0.72 W/(m²K). При «переносе» данного дома в среднеевропейские климатические условия данный объект соответствовал бы стандарту пассивного дома полностью.

 

Заключительные соображения


Подходы к проектированию и строительству пассивных домов рекомендуется использовать в любой климатической зоне Российской Федерации – с их помощью обеспечивается исключительное качество и высокие теплотехнические характеристики зданий.

По нашим подсчетам, здание, соответствующее требованиям стандарта пассивного дома в условиях средней полосы России будет потреблять в 10-15 раз меньше энергии на отопление по сравнению с обычными домами той же площади.

Тем не менее, строгое достижение показателей стандарта пассивного дома не является самоцелью. Оно может быть обеспечено с относительно разумными затратами в регионах с умеренно суровым климатом (в южных регионах России, в центральном регионе южнее и западнее Москвы) с расчетными зимними температурами не ниже примерно минус 25°С.

При этом особое внимание следует уделять расположению здания (наибольшая допустимая площадь остекления с южной стороны, отсутствие затенения) для обеспечения максимальных теплопоступлений от солнечной радиации в зимний период.

Необходимы мероприятия по предотвращению замерзания рекуператора вентиляционной системы, например использование грунтовых теплообменников.

Определенным сдерживающим развитие пассивного домостроения фактором является отсутствие отечественных компонентов для строительства энергопассивных зданий (вентиляционных установок, оконных систем…)

 

Наши друзья:
СПК "Белогор"
Русская Стенка
ДЦ Мегаполис

Наверх