Pasivní dům je standardem pro energetickou účinnost ve stavebnictví, který umožňuje ekonomicky a ekologicky šetrné, způsobující minimální škody na životním prostředí, zachovat komfort bydlení. Jeho spotřeba tepelné energie je tak malá, že buď není potřeba instalovat samostatný topný systém, nebo jeho výkon a velikost jsou malé.
Standard energetické účinnosti
Spotřeba energie pro potřeby vytápění takového domu za rok nepřesahuje 15 kilowatthodin na jednotku plochy. Spotřeba energie na vytápění, dodávku teplé vody a dodávku elektřiny energeticky účinného domu nepřesahuje 120 kilowatthodin na jednotku plochy.
Pokud porovnáme spotřebu energie na vytápění v Německu, která je regulována předpisy o tepelné ochraně a úsporách energie z roku 2002 (WSchVO a EnEV 2002), je zde přímý trend k poklesu potřeby vytápění budov. Nedávná vyhláška EnEV regulující tepelnou ochranu v Německu stanovila normu pro roční spotřebu energie na vytápěnínové a renovované domy od 30 do 70 kilowatthodin na jednotku plochy.
Pro srovnání, v Ruské federaci je norma roční spotřeby energie na vytápění pro Moskvu od 95 do 195 kilowatthodin na jednotku plochy. Skutečná spotřeba tyto normy mnohonásobně překračuje.
Výhoda energeticky úsporných domů
Ecohouse má následující výhody:
- Komfort. Zajišťuje jej speciální inženýrský systém, který neustále udržuje příjemné mikroklima, čistotu a svěžest vzduchu. Pasivní dům se tak dostává do rovnováhy pokojové teploty.
- Úspora energie. Pokud porovnáme běžnou budovu a pasivní dům, ten se vyznačuje více než desetinásobným snížením spotřeby tepla na vytápění.
- Zdravotní přínosy. Když je dům pasivní, po celý rok jsou všechny obytné prostory neustále zásobovány čerstvým vzduchem, není zde průvan, vysoká vlhkost a žádné plísně.
- Ekonomika. Pokud je dům pasivní, pak náklady na provoz jeho dodávek energie zůstávají nízké, i když náklady na energii rostou.
- Péče o životní prostředí. Když je dům pasivní, použití energeticky účinných technologií zvyšuje úroveň ochrany životního prostředí.
Energetická bilance
Jednou z charakteristik energeticky účinného domu je energetická rovnováha mezi ztrátou tepla větráním nebo přenosem tepla a jeho vstupem se solární energií,vnitřní zdroje tepla a vytápění. Pro vyváženost takové komponenty jako optimální tepelná izolace vytápěného objemu, kompaktnost objektu, pasivní využití tepla ze slunečního záření orientací většiny oken (až 2/5 plochy fasády) na jih s tolerancí 30° a vzhledem k absenci zastínění jsou nesmírně důležité. Bude také užitečné používat domácí spotřebiče s vysokou úrovní energetické účinnosti. Předpokládá se také ohřev vody pomocí tepelného čerpadla nebo solárního kolektoru, pasivní ohřev vzduchu se zemním výměníkem. Ve skutečnosti je ideální pasivní dům dům s termoskou bez vytápění.
Technologie pasivního domu
Jak je tohoto výsledku dosaženo? Standard pasivního domu zahrnuje práci v pěti oblastech:
- Tepelná izolace. Izolace vnějších ploch, zejména rohů, tupých, přechodů a křížení, by měla být taková, aby součinitel prostupu tepla byl menší než 0,15 W/m2 K.
- Žádné tepelné mosty. Je vhodné vyhnout se vměstkům, které vedou teplo. Speciální program pro výpočet teplotního pole vám umožní identifikovat a správně analyzovat znevýhodněné oblasti konstrukcí oplocení budov s jejich následnou optimalizací.
- Efektivní okna s certifikací pasivního ekologického domu. Optimální pro takové domy jsou okna s dvojitým zasklením plněná inertním plynem. Kvalifikovaná montáž okenních konstrukcí.
- Mechanické větrání srekuperace tepla (ne méně než 75 %) a utěsněný vnitřní plášť. Detekce a odstranění netěsností je zajištěno automatizovanými testy vzduchové propustnosti budov. Komfortní ventilace řízená uživatelem. Instalace zemního výměníku tepla.
Stát se v Rusku
V Evropě je standard pro pasivní domy široce používán a v Ruské federaci je projektování a výstavba energeticky úsporných budov teprve ve fázi formování.
Zatím neexistují žádné domy, které splňují požadavky normy energetické účinnosti, ale již existují budovy, které se této normě blíží. Ztělesňují principy, prvky, metody pro výpočet energeticky účinného domu.
Ve vztahu k Ruské federaci byla vytvořena klasifikace budov podle energetické účinnosti:
- pasivní dům - vytápění spotřebuje méně než 15, celková spotřeba energie za rok - ne více než 120 kilowatthodin na jednotku plochy;
- Dům s velmi nízkou spotřebou – roční spotřeba energie na vytápění je 16–35 a celková roční spotřeba energie je nižší než 180 kilowatthodin na jednotku plochy;
- Nízkoenergetický dům – budova s roční spotřebou energie na vytápění 36–50 a celkovou roční spotřebou energie méně než 260 kilowatthodin na jednotku plochy.
Historie vývoje
Polovina 90. let dvacátého století byla ve znamení založení partnerství „Pasivní dům“v německém Darmstadtu. Architekti Westermauer a Bott-Ridder pod vedením Wolfganga Feista navrhl čtyřbytový dům, jehož prototypem byly všechny následné energeticky úsporné domy. Pasivní dům byl postaven v roce 1991 za účasti hesenské vlády. Roční spotřeba na vytápění budovy je menší než 1 litr paliva na jednotku plochy.
Designové prvky
Návrh pasivního domu byl dokončen s následujícími konstrukčními řešeními.
Vnější stěny ze silikátových cihel o tloušťce 175 mm zateplené pěnovým polystyrenem o tloušťce 275 mm, uvnitř opatřené sádrovou omítkou o tloušťce 15 mm a třívrstvou tapetou s následným vymalováním.
Střecha pokrytá humusem, filtrační vrstva, dřevotříska tl. 50 mm, vyztužena dřevěnými trámy, izolována polyetylenovou fólií, izolována vrstvou minerální vlny tl. 445 mm, zakončena sádrokartonem a třívrstvou tapetou, následuje malování.
Suterénní strop, 160 mm železobeton, izolovaný 250 mm polystyrenovými deskami, 40 mm zvuková izolace, 50 mm cementový potěr a až 15 mm parkety.
Okna se třemi skly, oboustranný low-e povlak, komory vyplněné kryptonem. Dřevěné rámy s izolací z polyuretanové pěny.
Rekuperace tepla realizovaná protiproudým výměníkem tepla v suterénu domu. Poprvé byly použity elektronicky spínané stejnosměrné motory.
Přívod teplé vody zajišťují ploché vakuové kolektory o ploše 5,3 m2. metrů na byt (poskytují 66 % potřeby dodávky teplé vody) a kompaktnínástěnný kondenzační kotel na zemní plyn. Potrubí systému TUV je uloženo v tepelně-izolační vrstvě a je dobře izolované.
Zkontrolujte míry
Po dokončení stavby a zprovoznění objektu bylo provedeno kontrolní měření proudění vzduchu, tlaková zkouška, nepřetržité měření teploty a spotřeby energie. Potvrdili dosažení stanoveného cíle.
Roční spotřeba tepelné energie pro potřeby vytápění v letech 1991-1992 byla 19,8 kilowatthodin na jednotku plochy, což představovalo 8 % spotřeby bytů s konvenčním bydlením. V letech 1992-1993 klesla roční spotřeba na 11,8 kilowatthodin na jednotku plochy (pro srovnání 5,5 % spotřeby bytů). Později spotřeba klesla na méně než 10 kilowatthodin na jednotku plochy za rok.
Ukazatele se ukázaly být tak malé, že je odborníci po dlouhou dobu špatně interpretovali. Díky použití vysoce účinných domácích spotřebičů bylo dosaženo významného snížení nákladů na energii o 90 %.
Německé zkušenosti si vypůjčili finští architekti a architekti z jiných evropských zemí. Od té doby bylo ve světě postaveno více než 40 tisíc pasivních ekologických domů.
Pasivní dům: výstavba v Rusku
V Ruské federaci v Moskvě, Petrohradu, Nižním Novgorodu a Jekatěrinburgu se realizuje nebo již bylo postaveno několik objektů podle základních standardů, podle kterých se staví pasivní domy. Projekty některých z nich budou popsány níže.
Projekt v Moskvěoblast
Mezi projekty jednotlivých budov s nízkou spotřebou energie lze vyčlenit „Aktivní dům“v Moskevské oblasti, jehož zásobování teplem je rovněž pasivní.
Aktivní domy jsou budovy s různou úrovní energetické účinnosti, ale s vyšším komfortem, dosaženým automatickým řízením mikroklimatu domu systémem „chytré domácnosti“, využíváním obnovitelných zdrojů energie a její šetrností k životnímu prostředí.
Projekt byl dokončen v roce 2011. Jedná se o stavbu určenou pro 5 obyvatel o ploše 229m2, dvě nadzemní podlaží, dřevěný rám, zatepleno deskami z minerální vlny ISOVER, střešní okna VELUX, tloušťka vnějších konstrukcí oplocení 550–650 mm, zatepl. přenosový odpor střechy a stěn 12, podlaha 14 (m 2·°C)/út. Rychlost výměny vzduchu je 0,4krát za hodinu. Roční spotřeba energie na samotné vytápění je 38 a celková spotřeba energie je 110 kilowatthodin na jednotku plochy za rok.
Projekt v Nižném Novgorodu
Dalším příkladem projektu s ultranízkou spotřebou tepla pro potřeby vytápění je ekologický dům poblíž Nižního Novgorodu, dokončený v roce 2012.
Dvoupatrová budova o rozloze 141 metrů čtverečních. metr, určený pro čtyři osoby, je konstrukce v podobě dřevěného rámu, zateplená deskami z minerální vlny ISOVER, s okenním profilem REHAU GENEO, tři skla, odpor prostupu tepla stěn 8, 7, střecha 12, 8, podlaha 8, 9 m 2·°C/W. Použitá větrací jednotka Zehnder s účinnostírekuperace 84% a rychlost výměny vzduchu 0,3x za hodinu. Roční spotřeba energie na vytápění je 33 kilowatthodin na jednotku plochy.
Nestandardní bydlení je nepřítelem energetické účinnosti
Od samého počátku myšlenka pasivního eko-domu předpokládala, že náklady na takové domy budou stejné nebo o něco vyšší než náklady na ty běžné. Smyslem myšlenky byla levnost takové stavby, optimální poměr ceny a kvality a rychlá návratnost.
Hlavním cílem a problémem je vyrovnat náklady na výstavbu takových staveb v Ruské federaci a stavbu běžných domů. Přesun energeticky účinného domova z elity do masového sektoru neproběhne rychle. To bude vyžadovat kromě školení architektů také přítomnost potřebné kvalifikační úrovně stavitelů, používání vysoce kvalitních a technologicky na úrovni stavebních materiálů, zařízení a materiálů se speciálními vlastnostmi.
Sektor masového stavebnictví v Rusku preferuje snižování nákladů na bydlení používáním nekvalitních stavebních materiálů a využíváním nekvalifikované pracovní síly. Dokud takové preference zůstanou, přechod na technologicky vyspělou, energeticky účinnou hromadnou bytovou výstavbu vypadá nereálně.
Vyhlídky v Rusku
Plánované 40% snížení míry spotřeby energie do roku 2020 má zvrátit vývoj ve prospěch technologií na úsporu energie. Rychlost odporu přenosu tepla se zvýší z 0,52 na 0,8 m2·°C/W a poté na 1,0. Použití rekuperace ve ventilačních systémech bude povinné. V této době je důležité adaptovat a implementovat zahraniční zkušenosti. Do roku 2020 se počítá s výstavbou mnoha desítek pasivních domů. V té době již budou vytvořeny potřebné podmínky: banky vyvinou systém zvýhodněných úvěrů, projektanti, developeři a stavitelé budou ovládat nové technologie. To vytvoří trh a udržitelnou spotřebitelskou poptávku.
