Эко технологии для современной жизни
Тел: 8 (4012) 37-67-47
Адрес: г. Калининград
Пассивные дома — это относительно новый стандарт для жилых строений. Тема пассивных домов так популярна сегодня в Германии и Австрии, что можно говорить о начале тихой домостроительной революции. За десятилетие там построено более 20 тыс. таких домов, причем в последние три-четыре года объемы растут экспоненциально. Требования к эффективности зданий в Германии постоянно ужесточаются, все чаще можно услышать, что через несколько лет пассивные дома могут стать обязательным общегерманским стандартом. И другие дома строить не будут вовсе. Благодаря утеплению и герметизации оболочки здания затраты на отопление в нем ничтожно малы и поэтому нет нужды в привычных системах отопления. Данной темой в германском Дармштадте занимается специальный Институт «пассивных домов».
В основе концепции пассивного дома очень простой эффект — автономное пространство, откуда не выходит тепло, можно отопить всего одной свечой. По аналогии: для дома-термоса, не имеющего тепловых потерь, даже в морозы будет достаточно тепла человека (в сутки человеческое тело выделяет 100 кВт тепловой энергии), солнечной энергии и энергии, выделяемой электроприборами.
В середине 1980−х годов германский инженер-физик Вольфанг Файст сделал математические расчеты дома-термоса, который не надо было бы обогревать. Главный результат расчетов в том, что такой пассивный дом оказался не математическим феноменом, а вполне реальной вещью. В частности, для эффективного утепления здания не нужны толстые кирпичные стены — достаточно слоя утеплителя менее полуметра.
Для проверки расчетов Файста в 1991 году в Дармштадте был построен первый пассивный дом. Детальное изучение подтвердило: здание действительно практически не потребляет тепла. Экспериментальный дом оказался всего на 25% дороже обычного здания (это превышение было профинансировано грантом от правительства), что вполне приемлемо для первого образца. Интересно, что в середине 1980−х независимо от Файста подобные расчеты сделал и российский физик Юрий Лапин. Однако отечественное градостроительное начальство посчитало, что такого не может быть в принципе, и идею даже проверять не стали.
Уже в первом пассивном здании доктора Файста были сформулированы пять основных принципов пассивного дома. Принцип первый — хорошая теплоизоляция всех частей здания. Для утепления стен, кровли и фундамента в климате центральной части Германии достаточно высокоэффективных утеплителей толщиной 30 сантиметров, что по тепловым свойствам эквивалентно кирпичной кладке толщиной шесть-семь метров.
Второй — использование трехкамерных стеклопакетов с низким показателем теплопередачи. Третий — особое внимание уделяется тонкой работе с так называемыми мостиками холода (стыки элементов, металлические части, углы здания), через которые тепло активно уходит. Например, металлические детали заменяются пластиковыми. Четвертый — проводится герметизация здания, и оно действительно становится термосом, не выпускающим воздух.
Правда, тут возникает проблема: люди дышат, а значит, необходима постоянная подача свежего воздуха. В советской практике предполагалось, что вентиляция помещений происходит естественно — через форточки и щели в окнах-дверях. Понятно, что для герметичного пассивного дома такой подход неприемлем, так как зимой здание будет терять тепло. Выход был найден в системе искусственной вентиляции с рекуператорами-теплообменниками. Это и есть пятый принцип возведения пассивного дома. Свежий воздух подается в постройку по трубе, проходит через теплообменник, где забирает часть тепла у выходящего воздуха, имеющего комнатную температуру. В пассивных домах уровень современной рекуперации достигает 90% и влажности 60%, а значит, выходящий воздух передает значительную часть энергии входящему. Зимой входящий воздух, если это необходимо, дополнительно подогревается. То есть система отопления в зданиях все-таки есть, но она воздушная и потребляющая мало энергии.
Результат: необходимость в отоплении пространства резко снижается. Критерием пассивного дома является потребление тепловой энергии — 15 кВт на один квадратный метр в год. Это в десять раз меньше, чем у рядовых германских зданий 1950–1980−х годов постройки и в 10–15 раз меньше, чем у советских домов, возведенных в 1970−х. Наконец, пассивные европейские дома потребляют в пять-семь раз меньше тепловой энергии, чем современные российские здания. Можно посчитать и по-другому: для отопления 30−метровой комнаты пассивного дома достаточно энергии 30 свечей.
В первых пассивных домах был еще один элемент, от которого впоследствии отказались. В нем попытались использовать энергию земли. Воздухозаборник ставился на некотором расстоянии от здания, и свежий воздух сначала шел по подземной трубе. Проходя под землей, где даже в сильные морозы температура остается плюсовой, воздух прогревался. Система работала, но после расчетов и экспериментов от данного элемента решили отказаться из-за значительного удорожания.
Отказ этот весьма показателен. Суть пассивного дома в его экономичности. Немцы постоянно проверяли идеи на практике, различные способы экономии и производства энергии сравнивались по их цене за 1 кВт — в результате были приняты те принципы технологии «пассивный дом», которые дают максимальный финансовый эффект. Так, расчеты Института пассивных домов показали, что эффективнее вкладывать деньги в экономию энергии, чем в ее производство, что в Германии при строительстве дома с нуля выгоднее инвестировать средства в системы пассивного дома, чем, к примеру, в установку солнечных батарей.
Именно соображения экономии заставили немцев остановиться на базовом показателе затрат на отопление в 15 кВт на один метр в год. В принципе этот показатель можно снизить, но расчеты Института пассивных домов продемонстрировали, что именно при 15 кВт чисто математически достигается оптимум по показателю «эффект/затраты». Если пытаться снизить до нуля затраты на тепло, резко возрастают затраты на строительство и сложность системы.
Сегодня в мире строится немало экодомов, в том числе и довольно экзотических. В них применяются необычные материалы, солнечные батареи, ветряки и так далее. Есть стандарт домов так называемого нулевого потребления, когда здания полностью автономны, обеспечивают себя энергией. На фоне красивых картинок и ярких концептов пассивные дома могут показаться суховатыми. Подумаешь, сильно утеплили и герметизировали здание — все. Но простота пассивных домов продуманная: из системы недрогнувшей рукой вычеркнуты все недостаточно практичные элементы. При этом система открытая, хозяин, естественно, может добавить в свой дом любой дополнительный элемент.
И именно этой эффективностью вызван успех пассивных домов на рынке. Если еще десять лет назад в год строились десятки таких зданий, то в последние три-пять лет ежегодно возводятся уже тысячи домов. Львиная доля пассивных домов строится в Германии и Австрии. В Вене уже 20% новостроек возводится именно так. Начато строительство огромного муниципального района на 200 тыс. жилых «пассивных» единиц. В последние годы все больше пассивных домов появляется в Дании и Франции, созданы прототипы в Испании, Турции.
Продвижением пассивных домов по миру начали заниматься крупные западные компании. Пассивные дома сегодня становятся базовым стандартом зданий с низким потреблением энергии. Кроме этого, эти дома обеспечивают акустический комфорт и безопасность проживания. Для энергоэффективных домов разработаны и специальные материалы: например, стекла с переменной управляемой прозрачностью и черепицу с фотоэлементами. В настоящий момент ведутся исследования по адаптации системы “пассивный дом” для стран с различным климатом
Оказывается, по пассивному дому можно безошибочно определять стороны света. На юг выходят большие панорамные окна. Окна на север намного меньше. Впрочем, использовать дом как компас можно только с учетом климата страны. Большие окна на юг отражают положение в Европейском климате, где хочется зацепить побольше солнечной энергии. Энергоэффективные дома на Юге, наоборот, будут ориентироваться окнами на север, чтобы защититься от лишнего тепла.
Окна — это всегда предмет компромисса. С одной стороны, через них в комнаты попадает свет и солнечная энергия, а с другой — в них велики теплопотери, которые можно радикально снизить, только вставив очень дорогие стеклопакеты. В каждом случае размер окон и их параметры по тепло— и светопередаче рассчитывают архитекторы исходя из бюджета стройки. В целом, по архитектуре пассивные дома практически не отличаются от обычных, все интересное внутри.
По себестоимости пассивный дом несколько дороже обычного. В таком доме нет котла и системы отопления — это удешевляющий момент; зато есть расходы на дополнительное утепление, герметизацию, рекуперацию и так далее. Впрочем, 20 лет развития технологии не прошли даром: стоимость пассивного дома резко снизилась. Если первый пассивный дом доктора Файста был дороже обычного здания на 25%, то сегодня превышение — всего 5–10%. Впрочем, ожидать дальнейшего радикального снижения себестоимости вряд ли стоит. Немецкие архитекторы пассивных домов бьются за доли процента, экономя на длине труб или разыгрывая правильную ориентацию здания по сторонам света. Дополнительные вложения в систему «пассивный дом» окупаются в среднем через семь-десять лет за счет пониженных платежей за тепло. Много ли это?
Как посмотреть. В экономике быстрых денег, когда на фондовом рынке можно было зарабатывать более 20–30% годовых, это, конечно, очень мало. Экономически выгоднее было вкладывать деньги в акции, чем в системы пассивного дома. Однако сегодня виртуальная экономика рухнула. В экономике медленных денег при банковских ставках в 3–5% годовых новые технологии становятся выгодными. Добавим, что немецкое государство стимулирует развитие энергоэффективности, каждый покупатель пассивной новостройки получает компенсацию в 5000 евро, к примеру, через дотацию ипотечной процентной ставки.
Есть и другой момент: пассивный дом рассматривается немцами как страховка от энергетического кризиса. В большинстве своем граждане Германии убеждены, что стоимость энергоносителей будет только расти. Если же нефть и газ подорожают критически, то сделанные инвестиции в системы пассивного дома окупятся очень быстро. Понятно, что и каждая российско-украинская газовая война прибавляет популярности энергоэффективности.
Но не только финансовый фактор заставляет потребителей выбирать пассивные дома. Для многих это инвестиции в собственное здоровье. Дело в том, что в пассивных домах особый микроклимат. Представим обычную российскую квартиру зимой. Окна закрыты, но довольно быстро становится душно, и открывается форточка. Через нее попадает свежий воздух, но при этом падает температура — и форточка снова закрывается. Перепады температуры и сквозняки не очень полезны. К тому же горячие радиаторы очень сильно сушат воздух, что опять же пагубно сказывается на здоровье. В пассивном доме температура стабильна и регулируема, а свежий, очищенный воздух подается непрерывно. Есть и еще один эффект: так как окна все время закрыты, то уличный шум и пыль не попадают в квартиру. Все это создает новый комфорт жизни, за который немцы готовы платить.
Изучение германских пассивных домов не может не вызвать вопросов о том, насколько применима эта система в России, насколько легко ее у нас продвигать? Увы, препятствий здесь слишком много. Начнем с самых очевидных. В России по сравнению с Европой дешевая энергия. Соответственно, и окупаемость таких систем при низких тарифах будет намного ниже.
Есть и психологическая проблема: русские не привыкли экономить. В Советском Союзе в экономическую модель закладывалась почти дармовая энергия, которая считалась неистощимой. При сильной поляризации общества по доходам непонятен и субъект экономии. Для богатых экономить на эксплуатации нет резона, а бедные не могут себе позволить такие технологии.
Наконец, не стоит забывать, что немецкая стройка кардинально отличается от российской. В Германии ищут эффективные проектные решения, снижающие себестоимость. Российская же стройка в принципе практически «бессчетна». Архитекторы спроектировали «красоту», девелопер упростил проект, генподрядчик переделал проект, чтобы было удобно ему, а уже на самой стройке мелкие подрядчики использовали самые дешевые материалы. Какой в итоге будет стоимость строительства, непонятно до окончания работ. Добавим сюда «откаты», инфляцию и неквалифицированных рабочих гастрбайтеров), портящих даже хорошие материалы, и получится, что немецкая «битва за проценты» в России сегодня никому не интересна?
Другое отличие системы «пассивный дом» как экотехнологии от российской стройки в том, что она принимает во внимание стоимость здания в течение всего срока его эксплуатации. Важно не только дешево построить, но и иметь хорошие экономические показатели по эксплуатации. В российском варианте девелопер-застройщик действует по схеме «построил-продал-забыл» и потому заинтересован в дешевой себестоимости строительства. В области энергоэффективной архитектуры и строительства Россия отстает на несколько десятилетий.
Вопросы энергетической и экологической эффективности при эксплуатации – зданий в настоящее время приобрели особую актуальность, что нашло свое подтверждение в ФЗ № 261от 26.10.09г («Об энергосбережении и повышении энергоэффективности…). Согласно последним Правительственным документам, сейчас начался процесс оформления энерго паспортов для зданий различного назначения. По результатам проведения энерго аудита, зданию будет присваиваться соответствующая категория. В соответствие с присвоенной категорией будет определяться тариф на энергоносители. Таким образом, применение в здании энергосберегающих технологий приведет к снижению непроизводительных энергозатрат, и повышению рентабельности бизнеса.
Препятствий на пути энергоэффективных технологий слишком много. Но что может заставить выбрать именно «гонку с препятствиями»? Понимание того, что кладовые природы не бездонны, что, строя холодные дома в самой холодной стране мира, мы разоряем Россию.