|
 |
Статьи » Пассивный дом
Дом с минимальным энергопотреблением или дом, который вообще не потребляет от внешних энергокоммуникаций или применение внешних коммуникаций сведено к минимуму- это именно то, что необходимо украинской семье. Идея: Существует простая программа "HeatCalc"(возможно и другие программы), с помощью которой можно оценить приведенную необходимую мощность отопления в зависимости от толщины и материалов стен, потолков, пола, а так же материалов и размеров окон, дверей. Задавая толщину теплоизолятора можно в принципе достичь параметра (тепловая мощность) до 10 Вт/м2, что необходимо для "Пассивного дома". Если же ограничиться значением тепловой мощности в 30 Вт/м2, то это тоже очень неплохой оптимальный результат, позволяющий экономить средства на капитальных затратах и тем более при эксплуатации. Используя максимальную возможную толщину утеплителя, возможно снизить потребности в тепле до той, которую можно генерировать на месте с помощью печки, солнечного коллектора и естественного тепла земли. Программа "HeatCalc" учитывает суммарную теплопроводность нескольких слоем теплоизолятора, имеющие разные коэффициенты теплопроводности. Замечание: Существуют дома, например в Швейцарии, которые не требуют классическую систему отопления и коммуникаций извне, но толщина соломенных стен, потолков достигает величины: 1...1,2 м. Внешняя штукатурка, толщиной до 3 см. является эффективной защитой от огня и дополнительной теплоизоляцией. Строительство дома в Швейцарии. Немного из физики: 1. Любой человек, имеющий температуру тела в 36,6о С и площадь поверхности тела примерно 2 м2 излучает тепло мощностью около 100 Вт с каждого индивидуума и это учитывается при компенсации теплоизбытков в крупных торговых центрах, кинотеатров и т. д. Собаки и кошки имеют нормальную температуру немного больше человеческой (+39о С), поэтому отапливаться домашними животными можно и нужно(шутка). 2. Обыкновенная свеча излучает энергию с тепловой мощностью примерно в 40 Вт и уже есть свечи-обогреватели: Свечной обогреватель в керамической оболочке. 3. Любая бытовая техника, которая есть в доме тоже потребляет электроэнергию и соответственно практически Вся эта энергия уходит в тепло. 4. Электроосвещение, даже энергосберегающее тоже уходит в тепло. Замечание: Все, что связано с электроэнергией так или иначе, согласно закону сохранения энергии, а конкретнее закону Джоуля-Ленца, переходит в тепло. Закон Джоуля - Ленца: "при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику". 5. Солнечная постоянная (кВт*день/м2) или среднее количество энергии от Солнца для Киева изменяется в зависимости от времени года от 1 до 5 кВт*день/м2. 6. Для семьи из 4 человек и дома в 40..50 м2 необходима подача(и вытяжка) свежего наружного воздуха в количестве не менее 200 м3/ч (кухня и туалет отдельно). Для подогрева свежего воздуха с -22о С до +19о С необходимо 2,75 кВт тепловой энергии или электрической энергии, если применен электрический нагреватель, но может быть применена дровяная печи, а самое лучшее - рекуперативная система вентиляции. Если эффективность рекуператора составляет 75%, то затраты на нагрев уменьшаются примерно в 4 раза, т.е. около 700 Вт.
Выводы: 1. Исходя из физики возможно применение любой системы отопления, включая электрическую с дублированием обыкновенным камином или грубы. Тепловой насос в этом плане является наиболее экономичным решением, т.е имеет минимальные эксплутационные расходы и еще тепловой насос имеет не основной режим - "Охлаждение" , "Осушение", что иногда важно. 2. Основным энергозатратным элементом - это система подогрева свежего воздуха, поэтому применение систем вентиляции рекуперативного типа - это обязательное условие.
В разных странах существуют стандарты пассивного дома, но цифры и требования примерно одинаковы. Структура пассивного дома.

Применение солнечного коллектора для обогрева и генерации горячей воды очень желательно, а некоторых странах - это обязательное условие, что бы получить статус "Пассивного" дома. Установка солнечных панелей электрогенерации и ветряных электрогенераторов тоже очень желательное условие. Основные элементы:
Теплоизоляция. Все непрозрачные строительные компоненты дома должны быть очень хорошо изолированы. Для самого холодного климатического пояса это означает, что коэффициент теплопередачи (U-значение) равен 0,15 Вт/м2*К , т.е. максимум 0,15 Вт на градус разности температур и метр квадратный наружной площади поверхности дома.
Окна. Окна для пассивного дома должны быть хорошо изолированы и оборудованы стеклами типа LOW-E, которые для уменьшения теплопередачи заполнены аргоном или криптоном. Для самого холодного климатического пояса это означает, что параметр стекла U=0,8 Вт/м2*К или меньше, с r-значением около 50% (r-значение = полное солнечное пропускание или доля солнечной энергии, доступной для помещения).
Вентиляция с рекуперацией тепла. Энергоэффективная вентиляция с рекуперацией тепла является ключевым элементом, создавая хорошее качество воздуха с минимумом затрат электроэнергии. В пассивном доме не менее 75% тепла возвращается назад , нагревая свежий воздух с помощью теплообменника. Энергоэффективные системы вентиляции с эффективностью в 75% и лучше можно посмотреть Здесь!
Герметичность зданий. Неконтролируемая утечка через щели должна быть меньше, чем 0,6 от общего объема дома в час в ходе испытаний давлением (разряжением) в 50 Па.
Отсутствие тепловых мостиков холода. Все края, углы, соединения и проходы должны быть хорошо спланированы и выполнены с большой осторожностью, так что бы избежать тепловых мостиков холода. Тепловые мостики, которые нельзя избежать, должны быть сведены к минимуму, насколько это возможно.
Кроме стандарта "Пассивного дома" в Европе, в частности в Швейцарии существует стандарт MINERGIE и MINERGIE-P , которые регламентируют меры по созданию домов с низким и ультранизким энергопотреблением. MINERGIE MINERGIE-P  
№ |
Параметр |
MINERGIE |
MINERGIE_P |
1 |
использование возобновляемой энергии |
рекомендация |
требование |
2 |
конвекционное отопление стандарта SIA 380/1 |
80% |
20% |
3 |
герметичность дома |
хорошее |
подтверждено |
4 |
толщина утеплителя (минеральная вата) |
15...20 см |
25..35 см |
5 |
окна |
2-й стеклопакет |
3-й стеклопакет |
6 |
система распределения тепла |
обычная (радиатор) |
может быть воздушное отопление |
7 |
класс А энергопотребление бытовых приборов (или выше А+, А++, А+++) |
рекомендация |
требование |
8 |
тепловая нагрузка |
нет требований |
макс. 10 Вт/м2 (воздушное отопление) |
9 |
энергопотребление |
42 кВт*ч/м2 в год |
30 кВт*ч/м2 в год |
10 |
применение рекуперативной вентиляции |
требование |
требование |
В качестве утеплителя возможно применение разных материалов (минеральная вата, солома итд), которые отличаются физическими свойствами, а конкретнее коэффициентом теплопроводности (лямбда) , Вт/м* оС. Для получения рекомендованного для пассивного дома, коэффициента теплопередачи строительной конструкции U=0,15 Вт/м2*К (или сопротивление теплопередачи R0=6,7 м2*С/Вт -величина обратная U) необходимо применять конкретный утеплитель, но с разной толщиной! Обращайтесь за консультацией!
Как рассчитывается необходимая толщина утеплителя d? Необходима толщина утеплителя рассчитывается по простой формуле: d= / U, м;
, Вт/м*оС, коэффициент теплопроводности материала утеплителя (справочные данные); U , коэффициент теплопередачи строительной конструкции (принят =0,15 Вт/м2*К); Каждый утеплитель, кроме названия, например полистирол, обладает характеристиками такие, как плотность и это связано с теплопроводностью, поэтому есть разные виды утеплителей, обладающих одинаковым названием, но отличаются теплопроводностью, которая указано с паспорте на изделие или инструкцией на применение и тем более могут отличаются по теплопроводности совершенно разные утеплители. Вторичные характеристики, такие, как пожаробезопасность, экологичность итд, Здесь не рассматриваются, но консультацию дать можем. Рекомендованный коэффициент теплопередачи строительной конструкции U=0,15 Вт/м2*К! Не хуже. Чем меньше этот показатель, тем меньше тепла необходимо Вашему дому для отопления.
Как рассчитатываются тепловые потери? Для расчета теплопотерь через стену необходимо перемножить коэффициент теплопередачи U, площадь поверхности стены и разность температур снаружи и внутри стены. Например, типичный сельский дом в Украине имеет снаружи площадь стен в 120 м2 и общей жилой площадью в 45 м2. При расчетных условиях в холодный период года в Киеве наружная температура составляет -22о С и требуемая внутренняя температура +19о С. Qпотерь=S*T*U, мощность теплопотерь, Вт; S - площадь поверхности (стен, потолка, пола, окон, дверей), м2; Т - разность температур внутри и снаружи здания, Кельвин (или градус Цельсий, т.к. разница температур -оС); U - коэффициент теплопередачи, Вт/м2*К (принято значение 0,15, но можно меньше, т.е. 0,13 и меньше); Qпотерь=S*T*U=120*41*0,15= 738 Вт; Добавляя к этим потерям потери через окна, потолок, стены можно выйти на суммарное значение теплопотерь в 1350 Вт. Это небольшой дом в 45 м2, что равноценно приведенной тепловой мощности потерь в 1350 / 45= 30 Вт/м2. Утеплитель на основе соломенных блоков обладает теплопроводностью =0,06 Вт/м*С. Задаваясь стандартным требованиям - коэффициент теплопередачи строительной конструкции U =0,15 Вт/м2*К получаем значение толщины утеплителя для соломенных блоков: d = / U= 0,06/0,15=0,4 м; Замечание1: теплопотери зависят от наружной температуры воздуха, поэтому, когда на улице -2 оС мощность теплопотерь составляет всего 17 Вт/м2 и требуемая мощность отопительного прибора составляет всего 675 Вт на дом площадью в 45 м2. Замечание2: увеличивая толщину теплоизолятора до 1,2 м (соломенный блок) можно в три раза уменьшить потребности в отоплении и довести приведенный параметр тепловой мощности до 10 Вт/м2 и требуемая мощность отопительного прибора составит 450 Вт, а при -2 оС уменьшится до 150 Вт на дом площадью в 45 м2. Отопительных приборов в этом случае не потребуется, а достаточно тепла от людей, системы освещения и бытовых приборов. Необходимо только подогревать свежий воздух с помощью рекуперативной системы вентиляции!
|
 |