Томские инновации: проект «деньго-сберегающего» дома
Редкая строительная технология имеет столь разные оценки в профессиональной среде, как создание энергосберегающих домов: от восхищения и удивления до настороженного отношения и обвинения в ловкой маркетинговой политике и не технологичности. Что же происходит? – Новое борется со старым или имеет место очередное заблуждение?
Дефицит энергоресурсов привел экономику развитых стран к серьезным технологическим обновлениям. Энергетическая безопасность, и, следовательно, дальнейшее развитие стали зависеть не от экстенсивных методов количественного увеличения используемых ресурсов, а от их экономии. Энерго- и ресурсосбережение стали одной из самых серьезных задач XXI века. От результатов решения этой ключевой проблемы зависит то, какое место страна займет в мировом рейтинге, конкурентоспособность ее экономики и уровень жизни людей.
Исходя из понимания важности этой проблемы, в России поставлена задача: до 2020 г. снизить энергоемкость ВВП на 40% от нынешних показателей. Пока удельная энергоемкость ВВП России в 2,5 раза выше среднемирового показателя, и в 3,5 раза выше энергоемкости ВВП Японии. Из стран, входящих в десятку крупнейших потребителей энергии в мире, ни одна не расходует больше энергии на единицу ВВП, чем Россия. Печальным итогом такого «развития» может стать или прекращение экспорта отечественной продукции, или полная гибель национальной промышленности.
Согласно Федеральной Программе, главным потенциалом повышения энергоэффективности, помимо стимулирования сбережения энергоресурсов и уменьшения их расточительства, станет сокращение энергоемкости за счет внедрения в массовую практику технически совершенных устройств и материалов.
Что такое ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ дом?
Идея такого жилья заключается в создании здания, в котором комфортные для проживания людей условия могли бы поддерживаться сколь угодно долго без привлечения лишней энергии извне. То есть дом представляет собой замкнутую систему, для жизнеобеспечения которой не требуется стороннее вмешательство.
В Европе существует классификация зданий в зависимости от уровня энергопотребления во время их эксплуатации:
Старые здания (построенные до 1970-х гг.) требуют для своего функционирования (отопления и охлаждения) около 300 кВт-час/м2 в год. Новые здания (которые строились в Европе с 1970-х до 2002 г.) – 150 кВт-час/м2 в год.
Дома низкого потребления энергии (с 2002 г. в Европе не разрешено строительство домов с большим энергопотреблением!) – 60 кВт-час/м2 в год.
Пассивные дома – 15 кВт-час/м2 в год.
Дома «нулевого» потребления энергии (здания, имеющие тот же архитектурный стандарт, что и пассивный дом, но инженерно оснащенное так, чтобы потреблять исключительно только ту энергию, которую само и вырабатывает) – 0 кВт-час/м2 в год.
Дома «плюс энергия» (здания, которые с помощью солнечных батарей, коллекторов, тепловых насосов, рекуператоров и т.п., вырабатывают больше энергии, чем сами потребляют).
Если постройки двух последних типов пока еще воспринимаются на уровне фантастики, то строительство пассивных домов в свое время стало доминирующей технологической тенденцией в Европе и США. Количество таких объектов, возведенных по обе стороны океана, исчисляется буквально тысячами.
Вместе с тем читатель скажет: «Это не для Сибири». И будет прав. И не прав. Прав потому, что тепловые ресурсы у нас не так дороги, как, скажем, в Германии, чтобы максимально сократить их потребление. И не прав, поскольку в стране уже появился рынок энергосберегающих технологий и оборудования. А значит, возник спрос.
Пассивный дом для Сибири
«Пассивным» дом называется потому, что он уже за счет архитектурного, объемно-планировочного и конструктивно-технологического решений поглощает из окружающей среды, аккумулирует и сохраняет для своих жильцов максимальное количество энергии. Этот эффект достигается с помощью проектных решений, которые обеспечивают попадание внутрь здания максимального количества энергии от солнца, земли, воздуха и максимально долгого ее сохраняют с помощью качественной теплоизоляции.
Все новое – это современная интерпретация хорошо забытого старого. Наши предки умели сберегать тепло, используя только особенности жилища. Почти идеальный энергосберегающий дом – бревенчатая, одноэтажная, прямоугольная в плане изба, с закрытыми сенями и ставнями на утепленных окнах (ставни не от воров, а от теплопотерь). Помимо этого, такой дом имеет скатную кровлю и чердак, утепленный несколькими слоями войлока. Зимой в избе тепло, летом прохладно, сухо и светло! В наши дни традиции, хорошо зарекомендовавшие себя столетиями, не исчезают, а превращаются в новые правила.
В настоящее время в Томске в коттеджном поселке «Заречный» возводится объект, который можно отнести к попыткам создания в холодной Сибири жилья, соответствующего современным европейским стандартам.
В Томской инновационной компании разработана собственная запатентованная технология устройства стен из монолитного полистиролбетона в несъемной опалубке, полезная модель № 97147.
Директор компании, он же автор проекта, изобретатель и ученый Юрий Шефер называет данную технологию «деньгосберегающей», т.к. на сегодняшний день она отвечает параметрам пассивного дома.
Сущность предлагаемых решений в том, что здание строится по особой технологии: несущий каркас из стальных труб и все заранее проложенные коммуникации располагаются между листами несъемной опалубки из стекломагния. Далее опалубку заполняют модифицированным полистиролбетоном – очень теплым, прочным и легким материалом. В итоге получают одновременно фундамент, пол, стены, перекрытия и крышу.
Полистиролбетон готовится прямо на строительной площадке в мобильной установке. В его составе – цемент, шарики вспененного полистирола, вода, древесная смола и специальные добавки. Укрытые полистиролбетоном несущие конструкции надежно защищены от воздействия агрессивных факторов окружающей среды (влаги, воздуха, высоких или низких температур, вибрации и т.д.), что многократно увеличивает срок эксплуатации здания. Что касается надежности конструкции, то она позволяет реализовать практически любую планировку, причем различную на каждом этаже.
Построенный таким образом монолитный дом не имеет теплопотерь на стыках фундамента, стен и перекрытий. Стены такого здания при толщине всего в 60 см в 11 раз лучше удерживают тепло, чем аналогичные по толщине стены кирпичные строения. Установленные в стене 16 датчиков снимают показания температуры и влажности в научных целях – это необходимо для расчета потерь тепловых потоков в разное время года.
Важным признаком энергоэффективности дома является наличие приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуперацией тепла, которая позволяет существенно снизить затраты, используя принцип теплоутилизации. Оконные блоки состоят из 7-камерного профиля и 3-камерного стеклопакета с коэффициентом 1,5. Такие конструкции практически непроницаемы для холода. В отношении звукоизоляции, заложенной в проекте, следует заметить, что она способна поглощать шум силой до 250 дБ – звук работающего двигателя самолета-истребителя. Однако самое главное – энергопотребление дома. По расчетам этот показатель не должен превышать 15 кВт-час/м2 в год, что соответствует европейскому стандарту пассивного дома.
Еще одна особенность такого дома – его сейсмоустойчивость. Поскольку у дома нет свай и фундамент не заглублен в грунт – вся постройка стоит на массивном основании, масса которого превосходит массу всего остального дома, строение практически сейсмонеразрушаемо и рассчитано на колебания земной коры до 10 баллов по шкале Рихтера. Это не удивительно, поскольку основные разрушения при землетрясениях происходят из-за смещения свай зданий.
Главные секреты пассивного дома
Юрий Шефер: «Мы объединили, на наш взгляд, лучшие технологии строительства. Колонны, ригели внутреннего каркаса и балки перекрытий могут быть выполнены из труб квадратного и/или прямоугольного сечения. Для увеличения несущей способности, огнестойкости и сейсмостойкости, трубы также заполняются полистиролбетоном.
За счет применения специальной конструкции здания, самых энергоэффективных на сегодняшний день оконных и дверных блоков, энергосберегающих материалов стен и крыши, приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла воздуха и инфракрасных электрообогревателей удается добиться снижения тепловых потерь на 90 % от нормативных показателей. Теплозащита этого дома такова, что достаточно выделений тепла от бытовой техники (электроплита, холодильник, компьютеры, лампы) и самих жителей. Только в сильные морозы (ниже –20°С) потребуется включать инфракрасные обогреватели. Т.е. по сути, принудительно обогревать помещения нужно всего два месяца в году против 8-и, как это до сих пор принято в нашем регионе».
Дополнительную энергию на обслуживание дома можно экономить уже активно: с помощью соответствующего инженерного оборудования (тепловые насосы, солнечные батареи, ветряки и т.п.), работающего от альтернативных источников энергии (тепла земли и солнца, силы ветра и т.п.). Подобная инженерия в пассивном доме является не обязательной, она появляется по желанию владельцев.
Поскольку в таком доме тепло зимой и прохладно летом, как в деревянном, мы, по сути, вернулись к открытиям предков, да еще с помощью «деньгосберегающих» технологий.
Реализация проекта пассивного дома близится к завершению. Результаты исследований, которые будут проведены после сдачи дома в эксплуатацию, должны стать веским аргументом в споре сторонников и противников применения таких технологий. Сейчас за строительством наблюдают специалисты Томского Центра ресурсосбережения и энергоэффективности, заинтересованные в пропаганде в регионе энергосберегающих технологий. Станет ли в ближайшем будущем строительство подобных объектов массовым – покажет время, которого для раздумий осталось не так много.
Источник: Журнал «Технологии «Строительства» 1-2, 2014
Автор: Анатолий Тетенков
Комментарии (0)