Постоянный автор Houzz, по образованию физик (окончил МИФИ), кандидат наук. Долгие годы работал в сфере производства окон, продвижения современных систем вентиляции, сейчас консультирую по любым ситуациям с конденсатом и плесенью, микроклимата и комфорта в обитаемых помещениях.
В информационном пространстве все чаще встречаются такие термины, как «нулевой», «активный» или «пассивный» дом. Так описывают жилье, затраты на содержание которого стремятся к нулю. Но возможно ли такое на самом деле: не тратиться зимой на отопление, самому обеспечивать себя электричеством и прочее? Может, это очередная модная фишка и фантазии маркетологов? Давайте разбираться.
В жизненном цикле здания стартовые вложения при строительстве только вершина айсберга. После возведения дома последуют многолетние траты на электрическую и тепловую энергию, текущие ремонты и т.д. Можно ли сразу сделать все «по максимуму», чтобы потом платить намного меньше или не платить совсем? Архитекторы всего мира уверяют, что можно: с каждым годом строится все больше энергосберегающих домов.
Критерий: Мерой энергоэффективности принято считать удельный расход тепловой энергии на отопление за отопительный период в кВт час/кв.м. Но для дома с круглогодичным проживанием надо бы рассматривать не только отопительный период, но и весь год с учетом затрат энергии на кондиционирование / охлаждение воздуха в жару.
Энергосберегающий и энергоэффективный — какая разницаС точки зрения удельного расхода тепловой энергии дома бывают:
Факт: В обиходе мы пользуемся не совсем корректным термином «энергосберегающие дома», хотя по сути сохраняют энергию только здания с положительным энергобалансом. Остальные — разумно расходуют.
Кто определяет стандарты эффективности домовВ середине 1990-х в немецком городе Дармштадт был основан Институт пассивного дома. Его экспертам принадлежат основные разработки в сфере строительства энергоэффективных зданий. Они же определили и стандарт, согласно которому теплопотери на таких объектах не должны превышать 1525 кВт час на 1 кв.м отапливаемой площади в год. Например, для обычного кирпичного дома нормой считается 200300 кВт в час на «квадрат».
Добиться показателей одним лишь качеством теплоизоляции невозможно. Пассивный дом отличается от обычного всем: особые требования предъявляются к его конструктивным особенностям, качеству окон и дверей, инженерному оснащению. Например, вместо традиционных источников энергоснабжения предлагается использовать альтернативные: солнечные батареи или же системы, которые черпают тепло из недр земли. Есть немало экспериментальных проектов, в которых эти идеи в той или иной степени реализованы.
Пять ключевых принципов в концепции пассивного дома:
1. Надежная теплоизоляцияХорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и приятную прохладу летом.
2. Особое внимание — окнамОкна для энергоэффективного дома должны соответствовать двум условиям. Во-первых, это максимально высокое сопротивление теплопередаче. Такое возможно при использовании низкоэмиссионных стекол, теплых дистанционных рамок и заполнении межстекольного пространства в стеклопакетах инертными газами (аргон и криптон), применении многокамерных ПВХ-профилей.
Во-вторых, грамотное расположение. Поскольку окна являются каналами как потерь тепла, так и поступления, рекомендуется ставить их на южном фасаде здания, а на северном свести площадь остекления к минимуму. Посмотрите на схему выше: именно так должен падать свет в пассивном доме.
3. Вентиляция с рекуперацией Системы вентиляции в пассивном доме обеспечивают энергоэффективность благодаря рекуперации тепла.
4. ВоздухонепроницаемостьПассивные дома проектируются герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. Это позволяет увеличить энергоэффективность и минимизировать сквозняки и повреждения ограждающих конструкций из-за излишней влаги.
Да, про дыхание дерева в плане вентиляции в таких домах лучше забыть.
5. Проектирование без тепловых мостовПредотвращение тепловых мостов, слабых мест в оболочке здания способствует равномерному распределению температуры, исключает разрушения из-за влаги и улучшает энергоэффективность.
Все пять принципов можно измерить количественно, и часто эти цифры в несколько раз превосходят требования современных норм для массового строительства.
Если говорить об удельных величинах потерь тепла на единицу площади или объема здания, то лучший вариант энергосберегающего дома — это шар: у него минимальное соотношение площади оболочки к объему. К тому же построить его можно из вполне доступных материалов.
Другой хороший вариант для энергоэффективного дома — возвести его в форме куба. Отсутствие наружных углов и выступов на фасаде позволяет минимизировать теплопотери даже в условиях сурового климата.
Пассивный дом в 16 этажей так тоже можно?Чаще всего энергосберегающие технологии используют в частных домах. А можно ли сделать пассивным многоэтажный жилой дом? Да, можно. Но сразу оговоримся: смысл есть только для тех, кто платит за тепло по индивидуальному счетчику» и понимает цену экономии. Если в вашей квитанции отопление рассчитывается по нормативам — нет смысла даже поднимать вопрос на собрании собственников.
Во что выльется переделка обычного дома в энергоэффективный? Чтобы понять, с чем именно придется бороться, давайте разберемся с потерями. Куда именно расходуется тепло из обычного многоэтажного жилого дом?
Автор схемы теплопотерь и теплопоступлений на фото выше заведующий кафедрой Городское строительство и хозяйство одного из сибирских вузов, строительный эксперт. На примере конкретного жилого дома он показывает, сколько тепла теряется через окна и стены, сколько (почти половина общих потерь) — на подогреве вентиляционного воздуха в нормативном объеме, каковы солнечные и бытовые теплопоступления (в сумме они компенсируют потери через стены). Дом построен по нормам второго этапа по энергосбережению в соответствии с градусо-сутками отопительного периода (ГСОП) Омска. Горячее водоснабжение и потребление электроэнергии здесь не учтены.
А диаграммы слева взяты из статьи руководителя Центра энергосбережения и эффективного использования нетрадиционных источников энергии в строительном комплексе Москвы ГУП НИИМосстрой, доктора технических наук Г.П. Васильева.
Здесь изображена структура тепловых и энергетических потерь современного серийного жилого дома П-44. После повышения уровня сопротивления теплопередаче стен до 34 кв.м град/Вт и окон до 0,50,6 кв.м град/Вт основной ресурс энергосбережения связан не с дальнейшим утеплением оболочки здания, а с инженерными системами — вентиляции и горячего водоснабжения. Речь идет об утилизации тепла вытяжного воздуха и канализационных стоков.
Получается, даже типовая многоэтажка может приблизиться к пассивному дому. Достаточно просто снизить теплопотери. Как это сделать?
Снижение теплопотерь за счет вентиляцииЕсть заблуждение: дескать, снизить вентиляционные тепловые потери можно только за счет теплообмена между приточным и удаляемым воздухом с помощью пластинчатых или роторных рекуператоров. Это не так.
Существует адаптивная вентиляция по реальной потребности, где эффект экономии построен на том, что реально жилые помещения заселены далеко не всегда (люди уходят на работу, дети в школу и т.д.). В пустующих помещениях можно снизить расчетный воздухообмен в разы — без ущерба для качества воздуха.
Делается это автоматически при постоянном мониторинге индикаторов присутствия людей в помещении (концентрация углекислого газа, летучих органических соединений, паров воды, ИК-излучения от людей). Так можно добиться экономии 3050% тепла, уходящего в вытяжку. Правда, оставшийся воздух уйдет в атмосферу, будучи комнатной температуры.
Максимальный результат дает сочетание двух энергосберегающих технологий в одном приборе. С помощью датчиков углекислого газа и датчиков присутствия / движения в жилых комнатах можно снижать общий уровень вентилирования в суточном режиме, а потом использовать традиционный рекуператор (на фото рекуператор DXR фирмы Аэрэко).
КПД теплообменника системы DXR составляет 82%, а расход воздуха снижается до 50% (учет заселенности помещений). Суммарный эффект по энергосбережению достигает 92%.
Пример применения рекуператора DXR в обычной квартире
В энергосберегающих домах могут использоваться не только центральные рекуператоры, но и локальные. На фото оконный регенератор фирмы Ренсон.
Сначала теплый удаляемый воздух нагревает небольшой теплонакопитель, затем, при автоматическом переключении направления воздушных потоков, холодный приточный воздух подогревается.
Тепло удаляемого вентиляционного воздуха можно использовать для подогрева не только приточного воздуха, но и воды. На фото крышный вентилятор Аэрэко с теплообменником воздух-вода.
Схема утилизации тепла удаляемого вентиляционного воздуха в многоэтажном доме
Снижение потерь тепловой энергииИз отапливаемого обитаемого дома много тепла теряется не только с удаляемым грязным воздухом, но и с удаляемой теплой водой (после принятия душа, мытья посуды и т.д.). В концепции пассивного дома возврат тепла от этих стоков тоже очень важен. На рисунке пример, как это можно сделать.
Для повышения энергоэффективности здания надо максимально сократить потери тепловой энергии, постараться как можно большую часть неизбежных стоков тепла (вентиляция, канализация) утилизировать. Кроме того, решению задачи достижения энергетической независимости здания может помочь использование возобновляемых (условно бесплатных) источников энергии. Это энергия Солнца, Земли и ветра. Подробно останавливаться на этой теме не буду, поскольку для этого требуется несколько отдельных статей. Упомяну лишь, что наряду с привычными решениями вроде солнечных батарей, гелиоколлекторов, ветрогенераторов, можно использовать тепло грунта для отопления дома (тепловые насосы).
Схема прямого использования тепловой энергии от Солнца с помощью гелиоколлекторов
На схеме: тепловые насосы способны использовать тепло окружающего воздуха, воды и грунта для нагрева воды в жилом доме
Вместо выводовЕсть множество мнений, экспертов в том числе, что создание пассивного дома по немецкому образцу в России невозможно или крайне затруднительно по разным причинам (финансовым в том числе). Но это совершенно не отменяет возможности применения различных энергосберегающих технологий для снижения эксплуатационных затрат на отопление зданий. А в том, что уменьшить теплопотери вполне реально даже в суровых условиях Сибири, мы уже убедились.
Покупателей жилья все чаще волнуют вопросы, связанные не только с эксплуатационными характеристиками жилья, но и с его экологичностью и энергоэффективностью
Наиболее оптимальный дом с точки зрения энергоэффективности
Строительство — одна из самых перспективных отраслей в сфере применения принципов устойчивого развития (ESG). В мире активно развивается так называемое зеленое строительство, а технологии с приставкой «эко» все чаще применяются девелоперами при возведении современных жилых объектов, а также офисных и торговых помещений.
В массовом сегменте зеленые технологии пока ограничиваются вопросами энергоэффективности, но все больше покупателей начинают обращать внимание на различные экотехнологии. К ним относится строительство энергоэффективных теплых домов, которые позволяют лучше сохранять тепло и уменьшить потребление энергии на обогрев дома.
Что такое энергопассивный дом
Термином «энергопассивный дом» обозначают жилое строение, теплоэффективность которого с учетом потерь тепла через пол, стены, потолок, двери и окна на 30% выше, чем у стандартных коттеджей. Уже на этапе подготовки проекта энергоэффективного дома следует стремиться к минимальным потерям тепла во всех этих составляющих здания. Так достигается баланс между выгодой в эксплуатации и специальным дополнительным утеплением.
Эксперты в статье:
Энергопассивными считаются дома, в которых энергия для поддержания здорового климата в помещении снижена до максимально низкого уровня. Такие здания практически энергонезависимы. Тепловые потери пассивного дома составляют менее 15 кВт⋅час на 1 кв. м в год. При этом в обычных домах на обогрев тратится до 300 кВт⋅час на 1 кв. м в год, поясняет руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект» Илья Бузик.
Считается, что энергопассивные дома — самые совершенные с точки зрения комфорта внутреннего климата помещений. При их строительстве применяются современные строительные материалы и конструкции и новейшее инженерное оборудование. «Но у таких домов есть два минуса — высокая себестоимость и очень небольшое число проектировщиков и строителей, которые владеют всеми нужными технологиями. Технологических решений в России пока мало, так как из-за дороговизны этим не занимаются и необходимые компетенции у специалистов отсутствуют», — замечает директор департамента загородной недвижимости компании «Инком-Недвижимость» Олег Новосад.
«Энегропассивный дом предполагает наличие надежной теплоизоляции и системы вентиляции с рекуперацией, продуманное расположение окон и их высокую сопротивляемость температурным воздействиям, воздухонепроницаемость и проектирование без тепловых мостов», — говорит директор по маркетингу управления недвижимости компании Millhouse Станислав Лобанов.
Покупатели больше заботятся об энергоэффективности
Сергей Безбородов, президент строительной компании Qtec:
— За энергоэффективностью будущее не только в строительстве. Конечно, технологии по типу солнечных батарей, автономного водоснабжения, повторной очистки воды пока нельзя назвать типовыми. Но уже сейчас рынок начинает смотреть в будущее, принимать зеленые тренды. Покупатели вне зависимости от класса дома больше заботятся об энергоэффективности, понимают, что сложные в реализации решения в итоге быстро окупаются и приводят к значительной экономии на энергоресурсах.
В линейке загородных домов Q House мы используем утепленную шведскую плиту в качестве фундамента. Это монолитная бетонная плита с дополнительным слоем утеплителя, встроенным водяным теплым полом и инженерными коммуникациями. Использование этого фундамента позволит покупателям сэкономить до 40% на отоплении, так как весь первый этаж сможет отапливаться теплым полом без использования радиаторов. Стены возводятся из газоблока, кровельное покрытие — мембрана ПВХ. Оба материала дышащие, обладающие повышенной паропроницаемостью. То есть дом сохраняет максимум тепла, при этом воздух в нем не застаивается, микроклимат остается комфортным даже в жаркое время года.
Уже на этапе подготовки проекта энергоэффективного пассивного дома следует стремиться к созданию минимальных потерь тепла сразу во всех этих составляющих здания
Строительство энергопассивного дома предполагает некоторый план действий еще на стадии проектирования. Нужно учесть использование солнечной энергии, максимальную естественную инсоляцию здания, сделать упор на внутренние источники тепла и рекуперацию. В теплое время года использование кондиционера минимизируется за счет затенения зданий, использования зеленых насаждений в качестве естественного барьера. Также важно соблюдение принципов зонирования территории, правильной геометрии здания и ориентации по сторонам света.
Особенности строительства
Часто под энергопассивным и экологичным домом подразумеваются здания, построенные из традиционных природных материалов или переработанных отходов — газобетона, дерева, камня, кирпича, хотя каменные дома холодные, а некоторые современные утеплители не являются природными материалами. В последнее время стали появляться энергопассивные дома из продуктов переработки неорганического мусора — бетона, стекла и металла. В Германии построены заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий.
Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется высокоэффективная наружная теплоизоляция ограждающих поверхностей.
Снаружи дом герметичен — окна не должны открываться. Крыша в таких домах, как правило, плоская, с белым покрытием для отражения солнечного света летом. Внутри же, напротив, материал должен быть открыт, накапливать и отдавать тепло зимой и сохранять прохладу в летний период.
Вентиляция и проветривание в таких домах осуществляются через рекуператор (теплообменник), с отводом лишнего тепла. Нагрев воды в зимнее время производится при помощи теплового насоса, который использует тепло земли и установлен ниже глубины промерзания грунта. В энергопассивных домах часто дополнительно используют солнечные батареи, нагрев воды происходит под воздействием тепла солнца и аккумулированной электроэнергии.
Главное — герметичность
Хорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и обеспечивает приятную прохладу летом. «Использование низкоэмиссионных стекол, теплых дистанционных рамок и заполнение межстекольного пространства инертными газами (аргоном и криптоном) в стеклопакетах, а также применение многокамерных ПВХ-профилей уменьшает потери тепла через окна. Расположение окон на южном фасаде и сведение их площадей к минимуму на северном также обеспечивает экономию расхода тепла», — говорит Станислав Лобанов.
Пассивные дома должны быть герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. «Это позволяет увеличить энергоэффективность, минимизировать сквозняки и повреждения плесенью ограждающих конструкций из-за излишней влаги. Проектирование без тепловых мостов способствует равномерному распределению температуры и тоже исключает разрушения из-за влаги. Кроме того, улучшению энергоэффективности дома способствует система вентиляции с рекуперацией тепла», — говорит Илья Бузик.
Илья Бузик, руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект»:
— В качестве примера можно привести типовой проект энергоэффективного дома со стенами из деревянного бруса сечением 50 × 150 мм. Его каркас обшит ориентированными стружечными плитами (ОСП) в полтора раза больше по прочности, чем дерево. Пространства между плитами толщиной 150 мм заполнены, например, пожароустойчивым пеноизолом. Каркас стеклянной галереи изготовлен из фасадного алюминиевого профиля, для остекления применено самоочищающееся бактерицидное стекло толщиной 6 мм. Зеркальное покрытие стекла отражает лучи высокого летнего солнца, защищая стены от перегрева, и хорошо пропускает тепло зимнего солнца, которое ходит низко от горизонта.
В России все на начальном этапе
В России комплексный подход к рациональному использованию ресурсов находится на начальном этапе развития. Проекты, сертифицированные по западным экостандартам, только начинают появляться. Например, в Сколково строится жилая, коммерческая и социальная инфраструктура в соответствии с международными стандартами экосертификации BREEAM, Well и Fitwel.
«Затраты на возведение такого дома часто превышают обычное строительство примерно на 20% и окупаются в течение десяти лет. Пока энергопассивные дома не имеют массового спроса в России. Застройщики неохотно берут на себя ответственность за энергосбережение. Строительство энергосберегающих домов возможно только по инициативе заказчика, будущего собственника домовладения», — отмечает Олег Новосад.
А как у них
Как сделать наши дома энергоэффективными, сохранить тепло зимой и прохладу летом, контролировать влажность? И как организовать это с минимальным углеродным следом? Покажем работы архитекторов, которые активно используют традиционные приемы в своих современных проектах.
Толстые стеныЕдва ли не самый древний «пещерный метод» теплоизоляции — массивные каменные стены обеспечивают контролируемую температуру внутри. В Испании пещерные жилища (на фото) уже адаптируются к современной жизни. На фото дом, спроектированный UMMOestudio в пещерах Андалусии, где естественным образом круглый год поддерживается температура от 15°C до 19°C. При том, что местные температуры колеблются от 0°C зимой до 40°C летом.
Трулло — конические хижины возведенные по методу сухой кладки (на фото), строятся в итальянском регионе Апулия уже более 1000 лет. Их толстые каменные стены дают аналогичный пещере эффект.
Белый каменьСредиземноморская белизна апулийских трулло также помогает уменьшить перегрев внутри здания — этот прием архитектор Роджер Крист адаптировал в более северных широтах, в Висбадене, Германия.
Зеленые кровлиИзвестны едва ли не со времен неолита. И хотя сегодня есть более эффективные способы теплоизоляции домов, зеленая крыша может дать дополнительную изоляцию как для тепла, так и для звука. А еще растительные крыши снижают эффект «теплового острова» в городах (когда из-за избытка отражающих тепло поверхностей с твердым покрытием повышается средняя температура).
Зеленые крыши могут решить и другую проблему: биоразнообразие. Дом Wave House, спроектированный Патриком Надо покрыт седумами, травами, тимьяном, лавандой и другими мелкими многолетними и ароматическими растениями. Эти растения служат пищей и укрытием для насекомых и животных.
Соломенная крышаСоломенные крыши несмотря на свой деревенский вид, обеспечивают отличную тепло- и звукоизоляцию. А если кровля построена с правильным скосом, то еще отводят воду от здания. Соломенные крыши долговечны, могут прослужить десятилетия без ремонта (хотя и требуют регулярного ухода). Архитекторы Möhring Architects использовали солому не только на крыше, но и на стенах этого дома в Германии.
А Датский мастер Бьярне Йохансен довел свое ремесло до крайности, построив эту соломенную “умную” сауну (на фото), которой можно управлять дистанционно с помощью мобильного телефона.
Изоляция природными материаламиТрадиционная архитектура знает множество изоляционных материалов, которые подарила нам природа.
На Ибице дома, подобные проекту Мариа Кастелло с этого фото, традиционно утеплялись финикийским можжевельником, обкладывались тегелем, или стружкой финикийского можжевельника и сушеными водорослями Posidonia oceanica, которые в изобилии встречаются в этом районе.
В Японии издревле используют рисовую шелуху в качестве утеплителя. Для этого ее всего лишь нужно долго коптить (на фото — процесс копчения).
Едва ли не самый распространенный природный материал для изоляции — трамбованная земля.
На фотографии здание из трамбованного грунта в Ауровиле, «экспериментальном микрополисе» из трамбованного грунта, построенном на границе штатов Тамилнад и Пудучерри, Индия, в 1968 году. Этот город служит центром обучения и экспериментов по архитектурному применению трамбованной земли.
Все вместеЭтот комплекс квартир, спроектированный Luigi Rosselli Architects в Западной Австралии сочетает в себе ряд перечисленных выше приемов: хижины встроены в песчаную дюну, используя преимущества ее естественного охлаждения. Дюна также создает естественную зеленую крышу для строения. Стены возведены из утрамбованной земли, смешанной с глиной и гравием из ближайшей реки.
Уровень освещенности и защита от перегреваВ Японии принято строить дома с гигантскими окнами. Но если в помещение поступает много света, неизбежен перегрев. Представляем энгава — это крыльцо, похожее на крытую площадку; полы внутренних помещений выходят наружу и закрываются нависающими карнизами. Энгава регулирует количество света, проникающего в дом, тем самым помогая сохранить прохладу внутри помещения, защищает от дождя.
Изображенная здесь энгава от Cubo Design Architect в точности повторяет пропорции энгавы, описанной в японском тексте XVI века.
Конструкция энгава обеспечивает проникновение в интерьер только мягкого, непрямого света. Традиционные японские раздвижные ширмы, как эта в доме в городе Цутиура, Япония, также фильтруют свет. Здесь ширма изготовлена с помощью традиционной техники сенбон-коси или «тысячи планок».
Конечно, идея защитного свеса крыши характерна не только для Японии. Например, в Альпах они служат аналогичной цели. Скатная крыша также помогает остановить накопление снега.
Спальное крыльцоВ США обычная практика — иметь у дома широкую летнюю веранду или спальное крыльцо. Оно служит буферной зоной зимой, защищает от перегрева летом. А еще позволяет с комфортом вздремнуть на воздухе.
Перекрестное проветриваниеПомните японцев, которые коптят шелуху. Дом на фото утеплен именно по такой технологии. Обратите внимание на большие проемы со всех сторон их дома, которые можно закрыть раздвижными дверями — благодаря им летом дом продувается насквозь.
«Собачья тропа»Так называют бризер в центре дома (dogtrot — англ.«собачья тропа). Постройки такого типа характерны для архитектуры юга США: ветра гуляют через тоннель в центре дома и охлаждают его, как в этом особняке студии Caleb Johnson в Портленде.
Солнечные экраныБогато украшенные ширмы, называемые в Индии джаали, а в арабском мире — машрабия, используются для управления светом и организации проветривания.
Компания Spasm Architects спроектировала этот экран jaali из кортена для дома в Ахмадабаде. «Перфорация узорами из деревьев и ветвей — это поклон мечети Сиди Саийед Джаали, архитектурному чуду Ахмадабада», — говорит архитектор Санджита Мерчант, работавшая над проектом.
Циркуляция воздухаЭтот дом в Сингапуре, построенный архитектором Teo Yee Chin из Red Bean Architects, представляет собой адаптированный вариант дома на сваях. Рисунок отверстий, созданный отсутствующими кирпичами в верхних стенах, позволяет горячему воздуху выходить наружу.
Тот же принцип применяется в двустворчатых окнах: открывая верхнюю и нижнюю фрамугу вы организуете циркуляцию воздуха.
Внутренние дворыДворики, встроенные в дом существуют во многих архитектурных традициях.
В Японии цубонива — это небольшие сады, которые традиционно строятся во внутренних дворах, но на самом деле могут быть разбиты в любом неиспользуемом городском пространстве.
Дом на сваяхЗащита от наводнений во время сезона дождей — проблема не только для регионов юго-восточной Азии. Избыточная влажность может разрушать материалы, в таких условиях быстро размножается грибок
Строительство на сваях — один из распространенных способов защиты от паводковых вод и проливных дождей. На фото квинслендеры — традиционная жилая архитектура в Квинсленде и других частях Австралии с тропическим климатом.
А это — традиционные рыбацкие хижины на нижнем Адриатическом побережье Италии, известные как трабукко. Сваи служат защитой от уровня воды, повышающейся с приливом. Хотя отсутствие ванных комнат и водопровода затрудняет превращение этого трабукко в постоянное жилье, студия zero85 превратила его в многофункциональное помещение и место для проведения общественных концертов.
ЛемехДеревянная черепица — еще один теплоизолятор, традиционно используемый в качестве фасадного материала в России, Японии, странах Скандинавии. В зависимости от типа используемой древесины, лемех может служить десятилетиями. А современная фунгицидная и огнезащитная обработка еще больше продлевает срок службы.
Материал отлично подходит даже для многоэтажного строительства. На фото — пример здания Герта Вингорда из Швеции.
Известковый растворИзвесть издревле применяется для кирпича и камня потому, что лучше реагирует на подвижки здания и позволяет влаге легче испаряться. Это особенно важно при облицовке исторических зданий из таких пористых материалов, как кирпич или камень (скопившейся влаге нужен путь для выхода).
В Италии разработали водонепроницаемое напольное покрытие на базе извести: cocciopesto или opus signinum. Восходящий к римской архитектуре, он изготавливается из битой плитки и кирпича, смешанных с известковым раствором. В этом фермерском доме, отреставрированном Studio Talent, где он был использован даже в душевой.
ЦинкВо французском регионе Эльзас оцинкованная облицовка облицовка традиционно использовалась на фермерских домах. Материал устойчив к коррозии, долговечен и хорошо поддается переработке. Архитектор Себастьен Арнольд использовал его в этом современном семейном доме в регионе Эльзас.
Развитие градостроительства и появление мегаполисов, поглощающих огромное количество энергии, потребовало от архитекторов новаторских решений, как это потребление сократить. Так, ещё в 1974 году — в качестве ответа на мировой экономический кризис — возникла идея возводить энергоэффективные здания, которые частично или полностью сами себя обеспечивают энергией и минимизируют своё пагубное воздействие на окружающую среду. Это решение позволило приблизиться к новой реальности и уже частично её реализовать, когда дома потребляют нулевое количество энергии и / или производят её сами. Обратимся к хорошим примерам современного энергоэффективного строительства:
309-метровая башня «Жемчужная река» (Pearl River Tower) в Гуанчжоу
Pearl River Tower — одно из самых энергоэффективных сверхвысотных зданий мира, почти не потребляющее внешней энергии. Волнообразный фасад и обтекаемая конструкция стен позволяют максимально эффективно использовать энергию воздушных масс: форма стен обеспечивает направление воздушных масс в каналы ветрогенераторов, размещённых на двух нижних технических этажах. Как и ориентация главного фасада в сторону преобладающего в городе ветра. Также здесь используются солнечные батареи нового поколения, которые не только улавливают солнечную энергию, но ещё и уменьшают нагрев здания. Так здание само вырабатывает энергию и минимизирует энергозатраты на кондиционирование.
За счёт всех архитектурных и инженерных решений сама башня использует только 40% из вырабатываемой энергии, а остальное — городские службы. В Pearl River Tower находится штаб-квартира табачной корпорации China National Tobacco Corporation, которая и выступила заказчиком проекта. Его автор — архитектор Гордон Джилл.
The Bahrain World Trade Center Towers в Бахрейне — первое непромышленное здание с ветряными турбинами
Между двумя 50-этажными зданиями The Bahrain World Trade Center Towers установлены три 30-метровых турбины, производящие до 1100 МВт альтернативной электроэнергии в год, а сами ветрогенераторы сделали частью небоскрёбов. Как раз столько с лихвой хватает, чтобы обеспечить работу всех офисов и помещений высотки: всего за час турбины вырабатывают энергию, покрывающую десятую часть потребностей здания.
Помимо этих ветрогенераторов, выработке энергии помогает и сама форма зданий, направляющая и ускоряющая потоки воздуха в направлении гигантских лопастей турбин. К тому же комплекс ориентирован в сторону Персидского залива — большую часть года оттуда дует ветер, который усиливается между высотками.
Похожий проект строится и в Лондоне — здание Waugh Thistleton Residential Tower с винтовой ветряной системой, которая состоит из четырёх турбин, прикреплённых к одной стороне башни. Эти ветрогенераторы могут производить до 40 тыс. кВт в год — это на 15% больше потребностей самой высотки.
Офис Sony City Osaki в Токио
Этот проект — пример синергии энергоэффективных технологий и архитектурных традиций японской культуры. Вдоль восточного фасада здания местные архитекторы разместили пористые глиняные трубки, а на южном — солнечные батареи. Дождевая вода с крыши циркулирует по трубкам и превращает восточную сторону высотки в огромный испаритель. Таким образом, это технологическое решение позволяет зданию и окружающему пространству самоохлаждаться, не тратя электроэнергию и улучшая микроклимат целого района.
18-этажная деревянная башня «Мьёсторнет» (Mjøstårnet) в Норвегии
Здание Mjøstårnet в норвежском городе Брюмундале — это самое высокое деревянное здание мира и пример неплохой альтернативы стали и бетону в высокоэтажном строительстве. Но стоит уточнить, что Mjøstårnet не полностью деревянный: на семи верхних этажах использованы бетонные плиты, чтобы повысить устойчивость башни.
Эта башня построена из «деревянного пластика» — многослойных панелей из измельчённого дерева, обработанного механически, химически и термически. Это экологичный и энергоэффективный материал, который можно производить из древесных отходов, и тем самым сократить вырубку лесов. К тому же эти панели лёгкие, что позволяет строить из них здания быстрее, и многослойные, поэтому хорошо сохраняют тепло. Поэтому в процессе строительства зданий из «деревянного пластика» тратится до 40% меньше энергии в сравнении с традиционными сооружениями.
25-этажный небоскрёб CIS Tower в Манчестере (Англия)
Фасад этой высотки облицован солнечными батареями — их более 7000. Панели позволяют зданию производить до 180 мегаватт-часов электроэнергии в год, чего достаточно для обеспечения годовой работы 1000 компьютеров. Также на крыше башни расположены 24 ветряных мельницы, которые ещё вырабатывают около 10% электричества, необходимого для работы всего здания. В небоскрёбе находится штаб-квартира британской страховой компании CIS, установившей здесь солнечные батареи и мельницы ещё в 2004 году.
828-метровая энергетическая башня Burj Al-Taqa в Дубае
Эта высотка также вырабатывает всю необходимую ей энергию самостоятельно — за счёт 61-метровой ветряной турбины на крыше и солнечных панелей, занимающих площадь в 15000 м². Помимо этого, здание оборудовано отражающими стеклянными панелями, которые уменьшат нагрев помещений солнцем, а значит, и сокращают потребление энергии на кондиционирование небоскрёба. К тому же здесь используется конвекционная система, прогоняющая воздух по всей башне — снизу вверх.
Seoul Energy Dream Center в Сеуле с нулевым потреблением внешней энергии
Этот 4-этажный проект корейских архитекторов нельзя отнести к высотным, но к энергоэффективным — обязательно. Благодаря особому наклону и ориентации стен, рассчитанных исходя из оптимального использования ветра и солнечных лучей локации, это здание экономит 70% внешней энергии, самообеспечиваясь. А ещё 30% сооружение получает за счёт геотермальных источников и солнечных батарей, установленных на фасаде и крыше здания.
163-метровая башня Deutsche Post со званием лучшего энергоэффективного здания десятилетия в Бонне (Германия)
Этот небоскрёб потребляет на 79% меньше энергии, чем аналогичные по высоте традиционные здания. Такая экономия электроэнергии стала возможной из-за особого проектирования: здание построено относительно преобладающего направления ветров и сторон света, что минимизирует затраты на кондиционирование и искусственное освещение. Как и специальный подземный насос, который летом выводит тепло и запасает его, используя на обогрев сооружения зимой. Помимо этого, высотка сама производит энергию — за счёт солнечных батарей на крыше. Автор проекта — немецкий и американский архитектор Хельмут Ян.
«Умный» энергоэффективный комплекс Crystal в Лондоне
Максимально возможную площадь этого здания в форме кристалла занимает стеклянная конструкция, пропускающая солнечный свет. За счёт этого оно потребляет на 50% меньше энергии и выделяет на 65% меньше углекислого газа, чем аналогичные традиционные объекты. Как и в предыдущих проектах, обогрев и охлаждение помещений здесь полностью осуществляется благодаря альтернативным источникам энергии, генерируемым самим зданием. Проект разработан архитектурной студией Wilkinson Eyre Architects, по заказу компании Siemens. Сегодня здесь находится центр по изучению трансформации городов.
Динамичная башня Mira Tower в Сан-Франциско (США)
Это жилой энергосберегающий небоскрёб высотой 122 метра и «закрученным» фасадом. Постепенно поворачиваясь по всей высоте башни, эркеры обеспечивают почти 180-градусный обзор из каждого помещения, а также естественную вентиляцию и высокоэффективное освещение. Что интересно, сами эркеры выполнены в классической форме, свойственной традиционной архитектуре Сан-Франциско — с лёгкой поправкой на высотное строительство. Наряду с современной системой сбора и повторного использования сточных вод и зелёными террасами на крыше, особая технология строительства, заимствованная из авиационно-космической промышленности, позволила снизить потребность в башенных кранах при строительстве, снизив таким образом потребление электроэнергии и воздействие на окружающую среду.
Проект выполнен архбюро Studio Gang Architects Жанны Ганг — одной из самых известных женщин-архитекторов мира. Это не первый энергоэффективный проект Ганг, также она автор волнообразной башни Aqua Tower в Чикаго, Solstice on the Park и Solar Carve Tower в Нью-Йорке.
Как дело с энергоэффективным строительством обстоит в России?
Наверное, мало кого удивлю, сказав, что Россия существенно отстаёт в сфере внедрения энергосберегающих технологий. Причин тому несколько: во-первых, наша страна обладает обширными запасами топлива для производства электроэнергии, в отличие от стран Европы, которые её у нас покупают и вынуждены думать об экономии ресурсов. Во-вторых, пока что мы обладаем довольно устаревшей системой централизованного отопления, в рамках которой трубы теплотрасс фактически отапливают улицы. И в третьих — это искусственное создание спроса на технологию и материалы, которым мы также грешим. В западных странах нет такого массового строительства и такого количества свободных площадей, как у нас. Поэтому когда мы строим новые объекты, там модернизируют неэкологичные.
Но и в этом направлении мы тоже движемся, правда, в своём темпе. В октябре 2021 года в России были утверждены Правила установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений. В основу которых легли зарубежные нормативы энергоэффективности — с поправкой на наши реалии.
В Европе энергоэффективность зданий определяется коэффициентом ЕР из «Программы 20–20–20», разработанной 27 странами Евросоюза, который показывает количество электроэнергии, затраченной на все процессы жизнедеятельности — освещение, отопление, водоснабжение, пользование электроприборами, вентилирование здания и др. В США для оценки энергоэффективности используется другой индекс — Home Energy Rating System (HERS). Его 100-балльное значение показывает, что уровень энергопотребления здания соответствует американскому стандарту, а нулевое — что дом не использует энергию извне и самообеспечивающийся. А в России энергоэффективность зданий оценивается по ГОСТу Р 56295-2014, по которому выделяют пять классов энергоэффективности (A, B, C, D, E) — в зависимости от того, как эффективно расходуется тепловая и электрическая энергия в этом конкретном объекте.
Но сводя к общему знаменателю, каких-то принципиальных отличий в системах оценки энергоэффективности у нас, в США и Европе нет. Основная система единая, разнятся только формы реализации: в России схема более краткая, в других странах — более подробная. К тому же на формирование подобной системы оценки сильно влияет и разница в климатических и экономических особенностях. Простой пример: в странах с жарким климатом большему контролю подвергается вопрос сбережения энергии на кондиционирование и охлаждение здания, в холодных регионах — на затраты по обогреву сооружений.
И в конце довольно известный и очевидный пример отечественно энергоэффективного проекта, хотя скорее экологичного — это башни Grand Tower в «Москва-Сити». Пока это первый высотный проект в стране, претендующий на сертификат LEED Gold*. Технология «зелёного» строительства, применяемая здесь, должна снизить операционные расходы до 20% по сравнению с тратами на аналогичные традиционные объекты ММДЦ. Главный архитектор проекта — Вернер Зобек, сторонник эко-концепции «трёх нулей»: 0 энергопотребления, 0 выбросов, 0 отходов.
*Добровольная система сертификации зданий, относящихся к зелёному строительству, разработанная в 1998 году «Американским советом по зелёным зданиям» для оценки энергоэффективности и экологичности проектов устойчивого развития.
1-4 марта 2022 года в ЦВК «Экспоцентр» состоится Climate World Expo – главное отраслевое событие года, которое объединяет производителей и поставщиков оборудования систем кондиционирования, вентиляции, отопления, промышленного и коммерческого холода, а также их потребителей – инжиниринговые, управляющие компании, проектные и монтажные организации. Среди посетителей мероприятия – инвесторы, интересующиеся проектами отрасли и специалисты, выбравшие HVAC&R для развития карьеры.
Известная с 2005 года выставка Мир Климата обновляет свой формат: новый статус Climate World Expo – это экспо и конгресс на одной площадке. Помимо экспозиции оборудования, посетителей Climate World Expo 2022 ждут четыре дня сессий с участием признанных лидеров отрасли, презентации новых технологий и проектов, образовательные мероприятия и профессиональные соревнования. В повестке конгресса – устойчивое развитие, энергоэффективность и инновационные технологии. Впервые на Climate World Expo 2022 будет работать медиа-зал – площадка для знакомства с профессиональными блогерами. Все, кто хотел разобраться, как работать с блогерами и выбирать партнёров для сотрудничества – получат эту возможность.
Следуя требованиям времени, мы будем транслировать онлайн часть деловых сессий, однако максимальную эффективность участники получат, присутствуя на площадках.
В прежние годы выставка собирала более 350 профильных компаний-участников и порядка 23 000 специалистов из 39 стран мира, таких как Австрия, Азербайджан, Армения, Беларусь, Бельгия, Великобритания, Германия, Греция, Грузия, Дания, Израиль, Испания, Италия, Казахстан, Кипр, Китай, Куба, Латвия, Литва, Молдова, Нидерланды, Польша, Саудовская Аравия, Сингапур, Турция, Узбекистан, Финляндия, Франция, Швейцария, Швеция, Эстония, Южная Корея, Япония и другие.
На выставке традиционно представлены ведущие бренды: Aereco, Aldes, Aspen Pumps, Bitzer, Buhler-AHS, Phoenix Contact, Camfil, Carel Industries, Condair, Сastel, Dahatsu, Danfoss, Dantex, Ebm-papst, Gree, Cooper&Hunter, Nobo, Offenwanger, Olab, Hitachi, Hiconix, Ouman, Rovex, Sauermann, Siemens, Soler&Palau, Schneider Electric, Swegon, SVOK, Toshiba, VSM, Ziehl-Abegg, Веза и другие.
Деловая программа привлекала более 80 спикеров и более 2500 делегатов. И эти цифры будут расти: Climate World Expo меняется, отвечая на рост мирового объёма рынка HVAC&R. Спрос на комфортную среду и энергоэффективные решения определяет развитие отрасли и рост её привлекательности для инвестиций, трудоустройства и карьеры.
Организаторы Climate World Expo 2022: Международная выставочная компания «Евроэкспо» и Ассоциация предприятий индустрии климата АПИК.
Активную официальную поддержку мероприятию традиционно оказывают ведущие международные и российские отраслевые союзы и ассоциации: европейская ассоциация Eurovent, турецкие ассоциации ISKID и ISIB, немецкая FGK (Fachverband Gebaeude-Klima), корейская KRAIA (Korea Refrigeration and Air-conditioning Industry Association), СРО Союз «ИСЗС – Проект», СРО Союз «ИСЗС – Монтаж»; Ассоциация «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД»; Некоммерческое партнерство инженеров «АВОК» Москва, Национальное объединение изыскателей и проектировщиков (НОПРИЗ); Национальное объединение организаций в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности (НП НОЭ); Национальное объединение строителей (НОСТРОЙ), Российский союз предприятий холодильной промышленности (РОССОЮЗХОЛОДПРОМ).
Climate World Expo 2022 – это 4 дня «прокачки» для тех, кто строит бизнес или карьеру в перспективной индустрии HVAC&R.
Встретимся на Climate World Expo 2022!
Международный конгресс «Энергоэффективность. XXI век. Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет 16 ноября 2022 года в Санкт-Петербурге в отеле «ParkInn Прибалтийская».
Вопросы цифровизации проектно-строительной отрасли, экологии, внедрения новейших технологий в инженерные системы зданий и сооружений будут обсуждаться профессионалами в рамках деловой программы конгресса.
В прошлом году около 600 участников конгресса смогли на видеоконференциях, пленарном заседании и секций выработать решения целого ряда задач, поставленных национальными проектами, обсудить многие вопросы для их исполнения, а многие из этих решений успели претвориться в жизнь.
Отметим, что в актуальных экономических условиях векторы развития России по энергосбережению, повышению энергоэффективности, импортозамещению, продвижению цифровых, ТИМ и BIM-технологий, определенные на более ранних конгрессах, не только не потеряли своей актуальности, но стали передовыми и вышли в авангард отечественной внутренней и внешней политики.
Организаторы мероприятия предлагают на ноябрьском конгрессе продолжить дискуссии, обсудить практические вопросы, а также ознакомиться с новинками продукции производителей энергоэффективных материалов и внедренными энергосберегающими практиками.
Как обычно в рамках форума пройдут: панельная дискуссия, тематические секции и конференция «Коммерческий учет энергоносителей».
Для справки
Международный конгресс «Энергоэффективность. XXI век. Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет 16 ноября 2022 года в отеле «Park Inn Прибалтийская».
Организаторами форума выступают: Национальное объединение организаций в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности (НОЭ), Национальное объединение строителей (НОСТРОЙ), Национальное объединение изыскателей и проектировщиков (НОПРИЗ), АС «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД» и КОНСОРЦИУМ ЛОГИКА – ТЕПЛОЭНЕРГОМОНТАЖ.
Постоянный медиа-партнер мероприятия – журнал «Инженерные системы».
Генеральный информационный партнер – портал «ASNinfo» и газета «Строительный еженедельник».
Информация о материале