Из истории развития энергоэффективных зданий

Первое экспериментальное энергоэффективное здание было построено в 1972 году в г. Манчестер, штат Нью-Гэмпшир, США. Оно обладало кубической формой, что обеспечивало минимальную поверхность наружных стен при данном объёме, площадь остекления не превышала 10%, что позволяло уменьшить потери тепла за счёт объёмно-планировочного решения. По северному фасаду отсутствовало остекление. Покрытие плоской кровли было выполнено в светлых тонах, что уменьшало её нагрев и соответственно снижало требования к вентиляции в тёплое время года. На кровле здания были установлены солнечные коллекторы.

В 1973 - 1979 гг. был построен комплекс "ECONO-HOUSE" в г. Отаниеми (Финляндия). В здании, кроме сложного объёмно-планировочного решения, учитывающего особенности местоположения и климата, была применена особая система вентиляции, при которой воздух нагревался за счёт солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Также в общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергоэффективность, были включены солнечные коллекторы и геотермальная установка. Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года.

Пассивный дом

Впервые схему оборудования пассивного дома предложили в мае 1988 г. доктор Вольфганг Файст, основатель «Института Пассивного дома» в Дармштадтe, (Германия) и профессор Бо Адамсон из Лундского университета (Швеция). Концепция разрабатывалась в многочисленных исследовательских проектах, финансируемых землёй Гессен (Германия).

В 1996 г. был создан «Институт Пассивного дома» в городе Дармштадт.

Конструкция пассивного дома

Фотография в инфракрасных лучах показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева). Для строительства, как правило, выбираются экологически корректные материалы, часто традиционные — дерево, камень, кирпич. В последнее время часто строят пассивные дома из продуктов ре-циклизации неорганического мусора — бетона, стекла и металла. В Германии построены специальные заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий.

Ограждающие конструкции (стены, окна, крыши, пол) стандартных домов имеют довольно большой коэффициент теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, тепловые потери обыкновенного кирпичного здания — 250—350 кВт·ч с м² отапливаемой площади в год.

Значительное сокращение расхода тепла появляется только при слое теплоизоляции от 15 см; желательно использовать теплоизолирующие панели толщиной 25-40 см. Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. Это позволяет одновременно не выпускать тепло из дома и не впускать холод внутрь него. Так же производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате, в пассивных домах тепло-потери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт·ч с 1 м² отапливаемой площади в год — практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.

Окна пассивного дома практически не требуется открывать для проветривания.

В пассивном доме используются 2- или 3-камерные стекло-пакеты, заполненные низко-теплопроводным аргоном или криптоном. Применяется более герметичная конструкция примыкания окон к стенам, утепляются оконные проёмы.

Стекла имеют специальный состав, обрабатываются особым образом, покрываются плёнками, отражающими тепловое излучение. Иногда для дополнительной теплоизоляции на окнах устанавливают ставни, жалюзи или шторки.

Самые большие окна направлены на юг (в северном полушарии) и приносят в среднем больше тепла, чем теряют.