БУДУЩЕЕ ЗА «ПАССИВНЫМ» ДОМОМ
«Пассивный» дом является не только конкретным типом проектирования строения и его инженерно-технических систем, но и результатом многолетней тщательно разработанной концепции сохранения энергии и экологического сознания. В «пассивном» доме расход энергии на отопление сводится к минимуму благодаря использованию внутренних источников тепла, современных энергосберегающих технологий и высокоэффективных теплоизоляционных материалов.
Основные составляющие пассивного дома таковы:
применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче для сокращения непродуктивных потерь тепла;
организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров, использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне (рис.1);
использование природных источников энергии для отопления и горячего водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).
Рис.1. Поперечное сечение пассивного дома: массивная теплоизоляция, специальные окна для пассивного дома и система вентиляции с рекуперацией
тепла
Отдельно нужно остановиться на архитектуре и объемно-планировочных решениях «пассивного» дома, поскольку именно они в первую очередь обеспечивают высокую энергоэффективность, способствуют оптимальному функционированию основных энергетических систем и размещению инженерного оборудования, не говоря уж о реализации таких качеств как красота и комфортность. Архитектурная концепция пассивного дома
базируется на принципах: компактности, качественного и максимально эффективного утепления, отсутствия мостиков холода в материалах и узлах примыканий, правильной геометрии здания, зонировании, ориентации по сторонам света. Также одним из приемом здесь является так называемая
«солнечная архитектура». Она обеспечивает максимальный прием и использование солнечного излучения на обогрев, приготовление горячей воды и частично электрообеспечение. В отличии от обычного «солнечный дом» эффективно поглощает и аккумулирует в себе солнечную энергию.
Главными инженерными элементами его являются расположенные на крыше или стенах солнечные коллекторы для нагрева воздуха и воды и солнечные батареи (рис.2).
Рис.2. «Пассивный» дом в Париже, 2009
«Солнечная архитектура» предполагает, во-первых, правильную ориентацию дома, а именно, сторона дома, имеющая наибольшую общую площадь и большую часть крыши, где расположены солнечные коллекторы и батареи, должна быть направлена на юг. Один из выгодных вариантов – односкатная крыша с оптимальным для работы коллекторов углом наклона.
Иногда отдается предпочтение варианту с вертикальным расположением солнечных коллекторов (на стене), который проще в монтаже и обслуживании, т.к. не требует уплотнения от воды, устраняет проблему снеговой нагрузки и чистки от пыли и снега. Во-вторых, с точки зрения уменьшения потерь тепла дом должен иметь разумные размеры и быть компактным, а оптимальная форма приближаться к кубу. Однако, учитывая требование увеличения площади съема солнечной энергии, можно увеличить в 1,2 – 1,5 раз размеры дома в направлении восток-запад.
Для сохранения тепла используется и другой прием «солнечной архитектуры», называемый буферным зонированием, предполагающий использование различных не отапливаемых (или частично отапливаемых) подсобных помещений вокруг дома. Это и теплица с южной стороны, которую предусматривают практически все проекты «солнечных» домов, и веранды с востока и запада. Необходимо учитывать и розу ветров, т.к. потери
за счет уноса тепла ветром весьма велики. Поэтому стену, расположенную против господствующего направления ветра следует делать глухой (без окон и дверей) и закрывать буферной зоной, обычно это гараж и (или) мастерская.
В нашей области преобладают ветры юго-западного направлений, поэтому гараж необходимо пристраивать к юго-западной стене дома.
Ввиду того, что дом окружен буферными зонами и поэтому имеет меньше окон, «солнечная архитектура» предлагает для эффективного освещения помимо окон устраивать дополнительные световые каналы как в стенах, так и в крыше.
С другой стороны, концепция «пассивного» дома привлекает еще и тем, что в ней заложена сильная природосберегающая компонента. Благодаря разумному использованию внутренних источников энергии и применению экологически чистых материалов «пассивный» дом не несет опасности окружающей среде и здоровью человека. То есть идея «пассивного» дома развивается на пересечении роста экологического сознания и вполне конкретного стремления сократить расходы на обслуживание.
По степени энергоэффективности дома можно классифицировать следующим образом:
Дома переходного типа. Потребляют на отопление значительно меньше энергии, чем среднестатистические дома.
Дома нулевого теплопотребления, утепленные настолько хорошо, что им вообще не нужна отопительная система.
Энергоавтономные или энергосамодостаточные дома, удовлетворяющие все свои энергетические потребности за счет индивидуальных или коллективных возобновляемых источников энергии.
Энергоизбыточные дома, которые сами экспортируют энергию.
Энергоэффекивное здание - это особо спроектированные и эксплуатируемые инженерно-технические системы (подача горячей воды, отопительная и вентиляционная системы), использование восстанавливаемых источников энергии для производства тепла и электроэнергии, а также местная (локальная) генерация и микрогенерация, особые конструкции и эффективные оконные и дверные системы. Большое значение в поддержании режима энергозатрат таких зданий имеет также его архитектурный облик, использованные изоляционные и утепляющие материалы, а также правильная герметизация стыковочных мест конструкции.
Рассмотрим несколько примеров «пассивных» домов, спроектированых и построенных в последнее время. Одним из ярких представителей является на сегодняшний день дом Фогель, Швейцария (рис.3).
Рис.3. Пассивный дом Фогель, Швейцария, 2010
Этот «пассивный» дом построен на участке с великолепным окружением на высоте 1100 метров над уровнем море. У дома интересная конструктивная схема: первый, холодный этаж, в котором размещены гараж и кладовая, выполнен из бетона, следующие два этажа – из лёгких бетонных блоков, а вокруг этой конструкции как бы надет деревянный утеплённый короб, консольно нависающий над участком с двух сторон и образующий просторные террасы.
Другой пример современного «пассивного» дома находится в графстве Кент (рис.4). Этот дом первым в Англии получи официальный сертификат
«пассивного» дома. При строительстве дома площадью 280 кв.м были использованы как проверенные веками, так и современные технологии.
Рис.4. «Пассивный» дом в графстве Кент, Англия
Интересным решением является крыша здания, выполненная в виде параболы. Кровля крыта глиняной черепицей, поверх которой расположен
«газон». Помимо экологических и эстетических функций такой «газон»
создает комфортный температурный режим внутри помещений.
Дом оснащен солнечными батареями и двойными стеклопакетами, без которых энергосберегающие технологии невозможно себе представить.
Совершенно неожиданным решением является вакуумная входная дверь, теплоизоляционные свойства которой эквивалентны свойствам полуметрового пенного утеплителя, например, пенополистирола.
Одновременно «пассивным» и экологичным является другой проект, который представляет собой экологически дружественный двухэтажный дом, построенный студентами Университета в Канзасе по стандартам LEED Platinum. Это означает, что дом не подключен к общей электрической сети, а использует возобновляемые источники энергии и создан из сертифицированных экологических и вторично переработанных материалов.
Рис.5. «Пассивный» дом, построенный студентами Канзаского университет
Основные источники энергии проекта – геотермальная и солнечная.
Все стадии строительства студенты выполняли сами, инженерные и конструкторские работы включительно.
Первым сертифицированным «пассивным» домом на постсоветском пространстве является жилой дом киевского архитектор Татьяны Эрнст (рис.
6). Проект занесен в каталог пассивных домов от института «пассивного»
дома в Дармштадте. Здание возведено на минимальном участке земли (250 кв. м) на Сырце в Киеве.
Рис. 6. «Пассивный» дом, построенный в Киеве.
Дом состоит из трех частей: самого дома для одной семьи, встроенной гостевой квартиры (для бабушки) с отдельным входом из сада, и офиса архитектора (хозяйки дома) с отдельным входом с улицы для заказчиков.
Согласно плану здание является чистым квадратом (9,2 м х 9,2 м), который сориентирован по сторонам участка. Его внутренняя планировка, как и направление скатов крыши, повернуты на 15 градусов так, чтобы размещенные на крыше солнечные коллекторы, были направлены точно на юг.
Дом не подключен к газу. Отопление (зимой) как и охлаждение/кондиционирование (летом), а также подготовка горячей воды для нужд жильцов и для большого, просторного бассейна (21 куб. м) осуществляется за счет альтернативных источников энергии (геотермальный тепловой насос, грунтовый теплообменник, солнечные коллекторы).
В первую же очередь экономия энергии происходит за счет соответствующего архитектурно-планировочного решения, в котором учитываются основные принципы энергетически-выгодной архитектуры:
ориентация по сторонам света, компактность, пассивный подогрев помещений через южное стекление, буферные помещения, избежание
«мостиков тепла» (рис. 7).
Первый экологически чистый и энергоэффективный дом в Киеве спроектирован с учетом основных требований к энергетически-выгодной форме здания и с учетом ориентации по сторонам света.
Для строительства дома подобраны экологически чистые строительные материалы (в первую очередь украинского производства) и энергоэкономные инженерные системы, обеспечивающие максимальный современный комфорт и здоровую атмосферу для проживания семьи из 4-5 человек + 1 гость.
В плане здание является чистым квадратом, который сориентирован по сторонам очень маленького участка (0,025га). А его внутренняя планировка, как и направление скатов крыши ориентируются на стороны света, так, чтобы размещенные на крыше солнечные коллекторы были направлены чисто на юг. Маленький, размером с коврик, сад, «расширяется в высоту» за счет расположенных с южной стороны здания террас. Они же являются и летней солнцезащитой открытой зимнему солнцу и теплу южной стороны здания.
Рис. 7. Концепция киевского «пассивного» дома
Маленькие «буферные» вспомогательные помещения защищают жилые помещения от северного холода и западного перегрева. Более высокие и просторные жилые помещения – открыты солнцу, свету и теплу.
Небольшой периметр дома вызвал объемное решение здания, основанное на перепаде уровней. Это позволило значительно увеличить полезную площадь здания (328,2 м2), объем которого при этом остался минимальным (980 м3). Дом полностью одет в «шубу» утеплителя –
«ПЕНОСТЕКЛО», которая не пробивается ни стропилами, ни балконами ни какими другими конструктивными элементами.
В результате комплексного анализа всех представленных объектов
«пассивного» домостроения можно выделить следующие методы сокращения теплопотерь:
1. Соблюдение принципов энергитически-выгодной архитектуры;
2. Улучшенная теплоизоляция стандартных строительных элементов (кровля, стены, полы);
3. Уменьшение тепловых мостов за счет качественного выполнения работ;
4. Герметизация оболочки здания;
5. Использование специальных окон для пассивных зданий;
6. Высокоэффективная рекуперация тепла из вытяжного воздуха.
Выполнение этих шести пунктов уже достаточно, чтобы достичь стандарта пассивного дома.
Дальнейшие перспективы развития «пассивного дома», очевидно, будут связаны с более широким использованием возобновляемых источников энергии. Уже сегодня одним из направлений реализации энергосберегающей политики многих европейских стран (в частности, Германии) является развитие технологий использования нетрадиционных источников энергии.
Планируется к 2012 году увеличить в два раза использование альтернативных источников энергии. Таких, например, как биореакторы, которые из органической массы (зерновые культуры, силос и пр.) вырабатывают метан, идущий на отопление дома.
Список использованной литературы:
1. Вержбовский Г.Б., Веселев Ю.А., Лагутин В.В., Лукашевич Э.Б. Справочник современного проектировщика. - Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 544 с.
2. Губернский Ю.Д., Лицкевич В.К. Жилище для человека. – М.: Стройиздат, 1991. – 225 с.
3. Лицкевич В.К. Жилище и климат. – М.: Стройиздат,1984. – 284 с.
4. Сабади П.Р. Солнечный дом. – М.: Стройиздат, 1981. – 112 с.
5. http://articles.stroybm.ru
6. http://www.passiv.de . PASSIV HAUS INSTITUT Dr. Wolfgang Feist: Официальная база данных «Пассивных домов»
УДК 728.3 Айнур 712.7 Асемгуль
РЕЦЕНЗИЯ
на статью магистранта Исиной А.З.
«Психологический фактор – как основа восприятия архитектурного пространства»
В статье освещаются актуальные вопросы проблематики архитектуры индивидуальных жилых домов в творчестве основателя школы органической архитектуры Ф.Л.Райта на заре ХХ века. Несмотря на то, что принципы органической архитектуры зародились почти столетие назад, тема остается актуальной в современной архитектуре индивидуального жилья.
В статье описаны архитектурно-планировочное и объемно- пространственное решения жилых домов Райта на примере пяти самых значимых проектов архитектора в сфере частого строительства.
Авторы проанализировали и систематизировали особенности архитектурно-планировочного и объемно-пространственного решения, присущих индивидуальных жилым домам, спроектированным Ф.Л.Райтом.
Отмечается эффективность включения малоэтажного современного жилища в городскую застройку для решения задач улучшения условий жизни населения, повышения комфортности жилища.
Результаты настоящего исследования могут быть полезны как для студентов, так и в практической деятельности архитекторов
Статья написана в соответствии с требованиями и может быть рекомендована для в международной научной конференции «Наука и образование - 2011».
Доктор архитектуры, профессор Дуйсебай Е.К.
РЕЦЕНЗИЯ
на статью Садыковой С.Ш., Исиной А.З.
«Архитектура индивидуальных жилых домов в творчестве Фрэнка Ллойда Райта 20-х-30-х годов XX в.»
Данная статья освящает архитектурные особенности индивидуальных жилых домов в творчестве Фрэнка Ллойда Райта, одного из самых выдающихся мировых архитекторов. На данный момент очень остро стоит вопрос о разнообразии и эстетике архитектуры индивидуальной застройки новой столицы.
Проведен анализ жилых домов, спроектированных в стиле органической архитектуры в начале 20 века. Основные принципы органической архитектуры систематизированы и приведены в настоящей
статье. Статья актуальна, особенно в свете активного строительства индивидуальных жилых домов среднего класса на территории всего Казахстана, представленный в ней материал может быть использован как для реального проектирования, так и в учебном процессе - при чтении лекций и выполнения курсовых работ аналогичной тематики.
Статья может быть рекомендована к публикации.
Заслуженный архитектор РК,
Директор ТОО «ҚазӨркенПроект» Ж.М. Малибеков
