Το Παθητικό Σπίτι είναι ένα πρότυπο για την ενεργειακή απόδοση στις κατασκευές, το οποίο σας επιτρέπει να είστε οικονομικά και περιβαλλοντικά φιλικοί, προκαλώντας ελάχιστη βλάβη στο περιβάλλον, για να διατηρήσετε την άνεση της ζωής. Η κατανάλωσή του σε θερμική ενέργεια είναι τόσο μικρή που είτε δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε ξεχωριστό σύστημα θέρμανσης είτε η ισχύς και το μέγεθός του είναι μικρά.
Πρότυπο Ενεργειακής Απόδοσης
Η κατανάλωση ενέργειας για τις ανάγκες θέρμανσης ενός τέτοιου σπιτιού για το έτος δεν υπερβαίνει τις 15 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας. Η κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση, παροχή ζεστού νερού και ηλεκτρική ενέργεια ενός ενεργειακώς αποδοτικού σπιτιού δεν υπερβαίνει τις 120 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας.
Αν συγκρίνουμε την κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση στη Γερμανία, η οποία ρυθμίζεται από τους κανονισμούς για τη θερμική προστασία και την εξοικονόμηση ενέργειας του 2002 (WSchVO και EnEV 2002), υπάρχει μια άμεση τάση προς μείωση της ανάγκης για θέρμανση κτίρια. Το πρόσφατο διάταγμα EnEV που ρυθμίζει τη θερμική προστασία στη Γερμανία έθεσε τον κανόνα για την ετήσια κατανάλωση ενέργειας για θέρμανσηνέα και ανακαινισμένα σπίτια από 30 έως 70 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας.
Για σύγκριση, στη Ρωσική Ομοσπονδία, ο κανόνας ετήσιας κατανάλωσης ενέργειας για θέρμανση για τη Μόσχα είναι από 95 έως 195 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας. Η πραγματική κατανάλωση υπερβαίνει αυτά τα πρότυπα πολλές φορές.
Τα οφέλη των ενεργειακά αποδοτικών σπιτιών
Το Ecohouse έχει τα ακόλουθα οφέλη:
- Άνεση. Παρέχεται από ειδικό μηχανολογικό σύστημα που διατηρεί συνεχώς ευχάριστο μικροκλίμα, καθαριότητα και φρεσκάδα του αέρα. Το παθητικό σπίτι αποκτά έτσι να εξισορροπεί τη θερμοκρασία του δωματίου.
- Εξοικονόμηση ενέργειας. Αν συγκρίνουμε ένα συνηθισμένο κτίριο και ένα παθητικό σπίτι, το τελευταίο διακρίνεται από μια υπερδεκαπλάσια μείωση της κατανάλωσης θερμότητας για τις ανάγκες θέρμανσης.
- Οφέλη για την υγεία. Όταν το σπίτι είναι παθητικό, όλο το χρόνο, όλοι οι χώροι διαβίωσης τροφοδοτούνται συνεχώς με καθαρό αέρα, δεν υπάρχουν ρεύματα, υψηλή υγρασία και μούχλα.
- Οικονομία. Εάν το σπίτι είναι παθητικό, τότε το κόστος λειτουργίας του ενεργειακού του ανεφοδιασμού παραμένει χαμηλό ακόμα και όταν το κόστος της ενέργειας αυξάνεται.
- Φροντίδα για το περιβάλλον. Όταν το σπίτι είναι παθητικό, η χρήση ενεργειακά αποδοτικών τεχνολογιών αυξάνει το επίπεδο προστασίας του περιβάλλοντος.
Ενεργειακό ισοζύγιο
Ένα από τα χαρακτηριστικά ενός ενεργειακώς αποδοτικού σπιτιού είναι η ενεργειακή ισορροπία μεταξύ αερισμού ή απώλειας θερμότητας μετάδοσης και εισόδου του με ηλιακή ενέργεια,εσωτερικές πηγές θερμότητας και θέρμανση. Για ισορροπία, εξαρτήματα όπως η βέλτιστη θερμομόνωση του θερμαινόμενου όγκου, η συμπαγής του κτιρίου, η παθητική χρήση της θερμότητας από την ηλιακή ακτινοβολία προσανατολίζοντας τα περισσότερα παράθυρα (έως τα 2/5 της επιφάνειας της πρόσοψης) προς τα νότια με ανοχή 30 ° και λόγω της απουσίας σκίασης είναι εξαιρετικά σημαντικά. Θα είναι επίσης χρήσιμο να χρησιμοποιείτε οικιακές συσκευές με υψηλό επίπεδο ενεργειακής απόδοσης. Υποτίθεται επίσης ότι θερμαίνει νερό χρησιμοποιώντας αντλία θερμότητας ή ηλιακό συλλέκτη, παθητική θέρμανση αέρα με εναλλάκτη θερμότητας εδάφους. Στην πραγματικότητα, το ιδανικό παθητικό σπίτι είναι ένα θερμός σπίτι χωρίς θέρμανση.
Τεχνολογία παθητικού σπιτιού
Πώς επιτυγχάνεται αυτό το αποτέλεσμα; Το πρότυπο παθητικού σπιτιού περιλαμβάνει εργασία σε πέντε τομείς:
- Θερμομόνωση. Η μόνωση των εξωτερικών περιοχών, ειδικά των γωνιών, των άκρων, των μεταβάσεων και των διασταυρώσεων, πρέπει να είναι τέτοια ώστε ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας να είναι μικρότερος από 0,15 W/m2 K.
- Χωρίς θερμογέφυρες. Συνιστάται να αποφεύγετε εγκλείσματα που μεταφέρουν τη θερμότητα. Ένα ειδικό πρόγραμμα για τον υπολογισμό του πεδίου θερμοκρασίας θα σας επιτρέψει να εντοπίσετε και να αναλύσετε σωστά τις μειονεκτικές περιοχές των κατασκευών περίφραξης κτιρίων με την επακόλουθη βελτιστοποίησή τους.
- Αποτελεσματικά παθητικά οικολογικά παράθυρα πιστοποιημένα. Τα παράθυρα με διπλά τζάμια γεμάτα με αδρανές αέριο είναι τα βέλτιστα για τέτοια σπίτια. Πιστοποιημένη εγκατάσταση δομών παραθύρων.
- Μηχανικός αερισμός μεανάκτηση θερμότητας (όχι λιγότερο από 75%) και σφραγισμένο εσωτερικό κέλυφος. Ο εντοπισμός και η εξάλειψη των διαρροών διασφαλίζεται με αυτοματοποιημένες δοκιμές για την αεροπερατότητα των κτιρίων. Άνετος αερισμός ελεγχόμενος από τον χρήστη. Εγκατάσταση εναλλάκτη θερμότητας εδάφους.
Γίνεσαι στη Ρωσία
Στην Ευρώπη, το πρότυπο παθητικής κατασκευής σπιτιών χρησιμοποιείται ευρέως και στη Ρωσική Ομοσπονδία, ο σχεδιασμός και η κατασκευή κτιρίων εξοικονόμησης ενέργειας βρίσκεται μόνο στο στάδιο του σχηματισμού.
Δεν υπάρχουν ακόμη σπίτια που να πληρούν τις απαιτήσεις του προτύπου ενεργειακής απόδοσης, αλλά υπάρχουν ήδη κτίρια που πλησιάζουν αυτό το πρότυπο. Ενσωματώνουν τις αρχές, τα στοιχεία, τις μεθόδους για τον υπολογισμό ενός ενεργειακώς αποδοτικού σπιτιού.
Επίσης, σε σχέση με τη Ρωσική Ομοσπονδία, έχει δημιουργηθεί μια ταξινόμηση των κτιρίων με βάση την ενεργειακή απόδοση:
- παθητικό σπίτι - η θέρμανση καταναλώνει λιγότερο από 15, συνολική κατανάλωση ενέργειας ετησίως - όχι περισσότερο από 120 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας;
- Σπίτι εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης - η ετήσια κατανάλωση ενέργειας θέρμανσης είναι 16-35 και η συνολική ετήσια κατανάλωση ενέργειας είναι μικρότερη από 180 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας.
- Σπίτι χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας - ένα κτίριο με ετήσια κατανάλωση ενέργειας θέρμανσης 36-50 και συνολική ετήσια κατανάλωση ενέργειας μικρότερη από 260 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας.
Ιστορικό ανάπτυξης
Τα μέσα της δεκαετίας του '90 του εικοστού αιώνα σηματοδοτήθηκαν από την ίδρυση στο Ντάρμσταντ της Γερμανίας της εταιρικής σχέσης "Passive House". Οι αρχιτέκτονες Westermauer και Bott-Ο Ridder, υπό τη διεύθυνση του Wolfgang Feist, σχεδίασε ένα κτίριο τεσσάρων διαμερισμάτων, το πρωτότυπο του οποίου ήταν όλα τα επόμενα σπίτια εξοικονόμησης ενέργειας. Το παθητικό σπίτι χτίστηκε το 1991 με τη συμμετοχή της κυβέρνησης της Έσσης. Η ετήσια κατανάλωση θέρμανσης του κτιρίου είναι μικρότερη από 1 λίτρο καυσίμου ανά μονάδα επιφάνειας.
Λειτουργίες σχεδίασης
Ο σχεδιασμός του παθητικού σπιτιού ολοκληρώθηκε με τις παρακάτω σχεδιαστικές λύσεις.
Εξωτερικοί τοίχοι από πυριτικά τούβλα πάχους 175 mm με μόνωση με αφρό πολυστερίνης πάχους 275 mm, εσωτερικά φινιρισμένοι με γύψο πάχους 15 mm και ταπετσαρία τριών στρώσεων, ακολουθούμενοι από βαφή.
Στέγη καλυμμένη με χούμο, στρώση φίλτρου, μοριοσανίδες πάχους 50 mm, ενισχυμένη με ξύλινα δοκάρια, μονωμένη με μεμβράνη πολυαιθυλενίου, μονωμένη με στρώμα ορυκτοβάμβακα πάχους 445 mm, φινιρισμένη με γυψοσανίδα και ταπετσαρία τριών στρώσεων, ακολουθούμενη από ζωγραφική.
Οροφή υπογείου, οπλισμένο σκυρόδεμα 160 mm, μονωμένο με σανίδες πολυστερίνης 250 mm, ηχομόνωση 40 mm, τσιμεντοκονία 50 mm και παρκέ έως 15 mm.
Παράθυρα με τρία τζάμια, διπλής όψης επίστρωση low-e, θάλαμοι γεμάτοι με κρυπτόν. Ξύλινα κουφώματα με μόνωση αφρού πολυουρεθάνης.
Ανάκτηση θερμότητας που υλοποιείται από έναν εναλλάκτη θερμότητας αντίθετης ροής στο υπόγειο του σπιτιού. Για πρώτη φορά χρησιμοποιήθηκαν ηλεκτρονικοί κινητήρες DC.
Η παροχή ζεστού νερού παρέχεται από επίπεδους συλλέκτες κενού επιφάνειας 5,3 τετραγωνικών μέτρων. μέτρα ανά διαμέρισμα (παρέχουν το 66% της ανάγκης για παροχή ζεστού νερού) και συμπαγέςεπιτοίχιος λέβητας συμπύκνωσης φυσικού αερίου. Οι σωληνώσεις του συστήματος ΖΝΧ είναι τοποθετημένες σε θερμομονωτικό στρώμα και είναι καλά μονωμένοι.
Έλεγχος μετρήσεων
Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής και θέσης σε λειτουργία του κτιρίου, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις ελέγχου ροής αέρα, δοκιμή πίεσης, 24 ώρες μετρήσεις θερμοκρασίας και κατανάλωσης ενέργειας. Επιβεβαίωσαν την επίτευξη του στόχου.
Η ετήσια κατανάλωση θερμικής ενέργειας για τις ανάγκες θέρμανσης το 1991-1992 ήταν 19,8 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας, που αντιστοιχούσε στο 8% της κατανάλωσης των συμβατικών διαμερισμάτων κατοικιών. Το 1992-1993, η ετήσια κατανάλωση μειώθηκε στις 11,8 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας (5,5% της κατανάλωσης διαμερισμάτων ως σύγκριση). Αργότερα η κατανάλωση μειώθηκε σε λιγότερο από 10 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας ετησίως.
Οι δείκτες αποδείχτηκαν τόσο μικροί που οι ειδικοί τους παρερμήνευαν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Σημαντική μείωση του ενεργειακού κόστους κατά 90% επιτεύχθηκε με τη χρήση οικιακών συσκευών υψηλής απόδοσης.
Η γερμανική εμπειρία δανείστηκε από Φινλανδούς αρχιτέκτονες και αρχιτέκτονες από άλλες ευρωπαϊκές χώρες. Από τότε, περισσότερα από 40 χιλιάδες παθητικά οικολογικά σπίτια έχουν κατασκευαστεί στον κόσμο.
Παθητικό σπίτι: κατασκευή στη Ρωσία
Στη Ρωσική Ομοσπονδία στη Μόσχα, την Αγία Πετρούπολη, το Νίζνι Νόβγκοροντ και το Αικατερινούπολη, αρκετά αντικείμενα υλοποιούνται ή έχουν ήδη κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας τα βασικά πρότυπα με τα οποία κατασκευάζονται τα παθητικά σπίτια. Τα έργα ορισμένων από αυτά θα συζητηθούν παρακάτω.
Έργο στη Μόσχαπεριοχή
Μεταξύ των έργων μεμονωμένων κτιρίων με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, μπορεί κανείς να ξεχωρίσει το "Active House" στην περιοχή της Μόσχας, του οποίου η παροχή θερμότητας είναι επίσης παθητική.
Τα ενεργά σπίτια είναι κτίρια με διαφορετικά επίπεδα ενεργειακής απόδοσης, αλλά με μεγαλύτερη άνεση, που επιτυγχάνεται μέσω του αυτόματου ελέγχου του μικροκλίματος του σπιτιού από το σύστημα «έξυπνου σπιτιού», της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και της φιλικότητας του προς το περιβάλλον.
Το έργο ολοκληρώθηκε το 2011. Είναι μια κατασκευή σχεδιασμένη για 5 κατοίκους εμβαδού 229 τετραγωνικών μέτρων, δύο ορόφους, ξύλινο σκελετό, μονωμένο με σανίδες ορυκτοβάμβακα ISOVER, παράθυρα οροφής VELUX, πάχος εξωτερικής περίφραξης 550–650 mm, θερμότητα αντίσταση μεταφοράς οροφής και τοίχων 12, όροφος 14 (m 2·°C)/Τρ. Η τιμή ανταλλαγής αέρα είναι 0,4 φορές την ώρα. Η ετήσια κατανάλωση ενέργειας μόνο για θέρμανση είναι 38 και η συνολική κατανάλωση ενέργειας είναι 110 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας ανά έτος.
Έργο στο Νίζνι Νόβγκοροντ
Ένα άλλο παράδειγμα έργου με εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση θερμότητας για τις ανάγκες θέρμανσης είναι ένα οικολογικό σπίτι κοντά στο Νίζνι Νόβγκοροντ, που ολοκληρώθηκε το 2012.
Διώροφο κτίριο εμβαδού 141 τετραγωνικών μέτρων. μετρητής, σχεδιασμένος για τέσσερα άτομα, είναι μια κατασκευή σε μορφή ξύλινου πλαισίου, μονωμένη με πλάκες ορυκτοβάμβακα ISOVER, με προφίλ παραθύρου REHAU GENEO, τρία τζάμια, αντοχή στη μεταφορά θερμότητας τοίχων 8, 7, οροφή 12, 8, δάπεδο 8, 9 m 2·°C/W. Εφαρμοσμένη μονάδα αερισμού Zehnder με αποτελεσματικότηταανάκτηση 84% και ρυθμός ανταλλαγής αέρα 0,3 φορές την ώρα. Η ετήσια κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση είναι 33 κιλοβατώρες ανά μονάδα επιφάνειας.
Η υποβαθμισμένη στέγαση είναι ο εχθρός της ενεργειακής απόδοσης
Από την αρχή, η ιδέα ενός παθητικού οικολογικού σπιτιού υπέθεσε ότι το κόστος τέτοιων σπιτιών θα ήταν ίσο ή ελαφρώς μεγαλύτερο από το κόστος των συνηθισμένων. Το νόημα της ιδέας ήταν η φθηνότητα μιας τέτοιας κατασκευής, η βέλτιστη αναλογία τιμής-ποιότητας και γρήγορη απόσβεση.
Ο κύριος στόχος και το πρόβλημα είναι η εξίσωση του κόστους κατασκευής τέτοιων κατασκευών στη Ρωσική Ομοσπονδία και η κατασκευή συνηθισμένων σπιτιών. Η μετατόπιση του ενεργειακώς αποδοτικού σπιτιού από τον ελίτ στον μαζικό τομέα δεν θα συμβεί γρήγορα. Αυτό θα απαιτήσει, εκτός από την εκπαίδευση των αρχιτεκτόνων, και την παρουσία του απαραίτητου επιπέδου δεξιοτήτων των κατασκευαστών, τη χρήση δομικών υλικών υψηλής ποιότητας και τεχνολογικού επιπέδου, εξοπλισμό και υλικά με ειδικά χαρακτηριστικά.
Ο τομέας των μαζικών κατασκευών στη Ρωσία προτιμά να μειώσει το κόστος στέγασης μέσω της χρήσης δομικών υλικών χαμηλής ποιότητας και της εκμετάλλευσης εργατικού δυναμικού χαμηλής ειδίκευσης. Όσο παραμένουν τέτοιες προτιμήσεις, η μετάβαση σε μαζική κατασκευή κατοικιών υψηλής τεχνολογίας και ενεργειακής απόδοσης δεν φαίνεται ρεαλιστική.
Προοπτικές στη Ρωσία
Η σχεδιαζόμενη μείωση κατά 40% στα ποσοστά κατανάλωσης ενέργειας έως το 2020 αποσκοπεί να ανατρέψει την τάση υπέρ των τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας. Ο ρυθμός αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας θα αυξηθεί από 0,52 σε 0,8 m2·°C/W και στη συνέχεια σε 1,0. Η χρήση της ανάκτησης στα συστήματα εξαερισμού θα είναι υποχρεωτική. Αυτή τη στιγμή, είναι σημαντικό να προσαρμοστεί και να εφαρμοστεί η ξένη εμπειρία. Πολλές δεκάδες παθητικές κατοικίες αναμένεται να κατασκευαστούν μέχρι το 2020. Μέχρι εκείνη τη στιγμή, θα έχουν ήδη δημιουργηθεί οι απαραίτητες προϋποθέσεις: οι τράπεζες θα αναπτύξουν ένα σύστημα προνομιακού δανεισμού, οι σχεδιαστές, οι προγραμματιστές και οι κατασκευαστές θα κυριαρχήσουν στις νέες τεχνολογίες. Αυτό θα δημιουργήσει αγορά και βιώσιμη καταναλωτική ζήτηση.
