Pasivní dům
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 25. února 2016; kontroly vyžadují 58 úprav .Pasivní dům ( německy Passivhaus , anglicky pasivní dům ) je stavba, jejíž hlavní vlastností je nízká spotřeba energie díky využití pasivních metod úspory energie . [1] Pasivní dům není energetický standard, ale ucelený stavební koncept. [2] Pasivní domy efektivně využívají slunce (architektonické zákony slunečního záření ), vnitřní zdroje tepla a rekuperaci tepla, takže tradiční topné systémy nejsou nutné ani v chladných zimách. Během teplejších měsíců pasivní domy využívají techniky pasivního chlazení, jako je strategické zastínění, aby byly příjemně chladné. [3]
Architektonický koncept pasivního domu je založen především na aktivním využívání pasivních zdrojů energie a efektivní tepelné izolaci s absencí tepelných mostů v materiálech a spojích. Dodatečně budou uplatněny i zásady zónování, správná geometrie stavby a správná orientace stavby ke světovým stranám. Z aktivních metod v pasivním domě je povinné použití systému přívodního a odtahového větrání s rekuperací .
Ukazatele energetické účinnosti pasivního domuV souvislosti s rostoucími cenami elektřiny a tepla je aktuální otázka provozních nákladů na bydlení. Ukazatelem energetické účinnosti zařízení je ztráta tepelné energie na metr čtvereční (kWh/m²) za rok nebo během topného období . Za energeticky úspornou budovu se považuje budova, kde je toto číslo nižší než 50 kWh/m². Aby byl dům považován za pasivní, musí být tento ukazatel nižší než 15 kWh / m² (podle kritérií v Evropě).
Snížení energetické náročnosti je dosaženo především snížením tepelných ztrát budovy.
V ideálním případě by pasivní dům měl být nezávislým energetickým systémem, který nevyžaduje žádné náklady na udržení příjemné teploty. Vytápění pasivního domu by mělo být způsobeno teplem vytvářeným lidmi v něm žijícími a domácími spotřebiči. V případě potřeby dodatečného „aktivního“ vytápění je žádoucí využít alternativní zdroje energie . Zásobování teplou vodou lze také zajistit pomocí zařízení na obnovitelné zdroje energie : tepelných čerpadel nebo solárních ohřívačů vody . Problém chlazení/klimatizace budovy má být také řešen vhodným architektonickým řešením a v případě nutnosti dodatečného chlazení alternativními zdroji energie , např. geotermálním tepelným čerpadlem .
Někdy je definice „pasivního domu“ zaměňována se systémem „ chytrý dům “, jehož hlavním rysem je automatizace technických zařízení budov (zabezpečení, závěsy, vytápění atd.). Odlišný je také systém „ aktivního domu “ , který kromě toho, že spotřebovává málo energie, sám také vyrábí tolik energie, že si ji dokáže nejen zajistit, ale i předat do centrální sítě (dům s kladnou energetickou bilancí ).
Historie
Rozvoj energeticky účinných budov
Vývoj energeticky úsporných budov sahá až k historické kultuře severních a sibiřských národů, které se snažily stavět své domy tak, aby efektivně zadržovaly teplo a spotřebovávaly méně zdrojů. Materiálově a energeticky úsporný kulatý tvar obydlí ( stan , jurta atd.), stejně jako plášť z účinných tepelně izolačních materiálů (zvířecí kůže, plsť ) jsou prototypy technologie pasivního domu. Klasickým příkladem techniky úspory energie v domácnosti jsou ruská kamna , která se vyznačují silnými stěnami, které dobře udržují teplo a jsou vybaveny komínem s rotačním systémem.
Mezi moderní experimenty se zvyšováním energetické účinnosti budov patří stavba postavená v roce 1972 ve městě Manchester ve státě New Hampshire ( USA ). Měl krychlový tvar, který zajišťoval minimální povrch vnějších stěn, plocha zasklení nepřesahovala 10 %, což umožnilo snížit tepelné ztráty prostorově-plánovacím řešením. Na severní fasádě nebylo zasklení. Krytina ploché střechy byla provedena ve světlých barvách, což snížilo její vytápění a tím i nároky na větrání v teplém období. Na střeše budovy byly instalovány solární kolektory .
V letech 1973-1979 byl ve městě Otaniemi ve Finsku postaven komplex ECONO - HOUSE . V objektu byl kromě složitého prostorového řešení s přihlédnutím ke zvláštnostem místa a klimatu použit speciální ventilační systém , ve kterém se vlivem slunečního záření ohříval vzduch , jehož teplo bylo akumulováno tzv. speciální dvojitá okna a žaluzie. Také solární kolektory a geotermální instalace byly zahrnuty do celkového schématu výměny tepla budovy, což zajišťuje úsporu energie . Tvar sklonů střechy budovy zohledňoval zeměpisnou šířku staveniště a úhly dopadu slunečního záření v různých ročních obdobích.
Pasivní dům
Zajímavé schéma pro vybavení pasivního domu navrhl v květnu 1988 Dr. Wolfgang Feist, zakladatel Institutu pasivního domu v Darmstadtu ( Německo ), a profesor Bu Adamson z Lund University ( Švédsko ). Tento koncept byl vyvinut v mnoha výzkumných projektech financovaných spolkovou zemí Hesensko v Německu .
V roce 1996 byl v Darmstadtu založen Institut pasivního domu .
Konstrukce
Pojmy „zelený“ a „pasivní dům“ jsou často zaměňovány a pasivními a ekologickými domy se často rozumí domy postavené z tradičních přírodních materiálů nebo recyklovaného odpadu – pórobeton , dřevo, kámen, cihla , i když kamenné domy jsou studené a některé moderní ohřívače nejsou přírodní materiály. Pasivní domy se v poslední době často staví z produktů zpracování anorganického odpadu - betonu , skla a kovu. V Německu byly vybudovány speciální závody na zpracování takového odpadu na stavební materiály pro energeticky úsporné budovy.
Tepelná izolace
Obvodové konstrukce (stěny, okna, střechy, podlahy) standardních domů mají poměrně vysoký koeficient prostupu tepla. To vede ke značným ztrátám: například tepelná ztráta běžné cihlové budovy je 250-350 kWh na 1 m² vytápěné plochy za rok.
Technologie pasivního domu zajišťuje účinnou tepelnou izolaci všech obvodových ploch - nejen stěn, ale i podlah, stropů, půd, sklepů a základů. V pasivním domě se vytváří vysoce účinná vnější tepelná izolace obvodových ploch. Vnitřní tepelná izolace je nežádoucí, protože snižuje tepelnou setrvačnost prostor a může vést k výrazným denním teplotním výkyvům, například když sluneční teplo proniká okny. Z hlediska tepelné fyziky je také nejúčinnější aplikovat tepelnou izolaci zvenčí, neboť v tomto případě jsou nosné konstrukce vždy v pásmu kladných teplot a optimální vlhkosti, čímž se rosný bod dostává za jejich hranice. Odstraňuje také „studené mosty“ v pláštích budov. Výsledkem je, že v pasivních domech nepřesahují tepelné ztráty obvodovými plochami 15 kWh na 1 m² vytápěné plochy – téměř 20krát méně než u běžných budov.
Windows
Tepelné ztráty okny se dělí na sálání (sálání v infračervené oblasti z domu ven), konvekci (plyn v mezeře mezi skly) a vedení tepla (plyn, sklo a pojivo) přenos tepla. Radiace tvoří dvě třetiny tepelných ztrát, zbytek je konvekce a vedení. Pasivní dům využívá moderní energeticky úsporná okna. Utěsněná okna s dvojitým zasklením, 1-komorová (dvě skla) nebo 2-komorová (tři skla), jsou vyplněna nízkoteplotně vodivým argonem nebo kryptonem s teplou distanční vložkou (polymer nebo plast místo kovu, což je studený můstek ). Jedna z tabulí jednotky s dvojitým zasklením je na vnitřní straně potažena selektivním povlakem (I-sklo nebo K-sklo), který snižuje ztráty zářením. K vázání se používají teplejší vícekomorové profily. Skla jsou také v některých případech tvrzená, aby se zabránilo zničení při tepelném šoku. Někdy se pro dodatečnou tepelnou izolaci na okna instalují rolety, žaluzie nebo závěsy .
Instalace rolet (rolet) umožňuje zvýšit tepelný odpor okenního bloku o 20-30% (odolnost proti prostupu tepla konstrukce rolety může být 0,18 - 0,27 m 2 K / W).
Většina oken je orientována na jih (na severní polokouli) a v zimě přivádí v průměru více tepla, než ztrácí. Východní a západní orientace oken je omezena na minimum, aby se v létě snížily nepříjemné náklady na přehřívání a klimatizaci.
Ovládání klimatu
Technologie výstavby pasivních domů dnes ne vždy umožňuje odmítnout aktivní vytápění nebo chlazení, zejména v oblastech s trvale vysokými nebo nízkými teplotami nebo náhlými změnami teplot, například v oblastech s kontinentálním klimatem . Organickou součástí pasivního domu je však systém vytápění, klimatizace a větrání, který spotřebovává zdroje efektivněji než u běžných domů.
VětráníV běžných domech se větrání provádí díky přirozené indukci pohybu vzduchu, který obvykle vstupuje do místnosti speciálními štěrbinami (někdy přes okenní větráky - přívodní ventilační ventily) v oknech a je odváděn pasivními větracími systémy umístěnými v kuchyních a koupelnách .
V energeticky úsporných budovách se používá složitější systém: místo oken s otevřenými drážkami jsou použita zvukotěsná utěsněná okna s dvojitým zasklením a přívodní a odvodní větrání prostor je řešeno centrálně přes rekuperační jednotku. Dalšího zvýšení energetické účinnosti lze dosáhnout, pokud vzduch opouští dům a vstupuje do něj podzemním vzduchovým potrubím vybaveným výměníkem tepla . Ve výměníku tepla předává ohřátý vzduch teplo studenému vzduchu.
V zimě studený vzduch vstupuje do podzemního vzduchovodu, je tam ohříván teplem země a poté vstupuje do výměníku tepla . V rekuperátoru odpadní domácí vzduch ohřívá přicházející čerstvý vzduch a je vyhazován na ulici. Ohřátý čerstvý vzduch vstupující do domu má za následek teplotu asi 17 °C.
V létě se horký vzduch, vstupující do podzemního vzduchovodu, ochlazuje od kontaktu se zemí na přibližně stejnou teplotu. Díky takovému systému jsou v pasivním domě neustále udržovány komfortní podmínky. Pouze občas je nutné použít nízkopříkonové ohřívače nebo klimatizaci ( tepelné čerpadlo ) pro minimální regulaci teploty.
Osvětlení
Lze použít LED bloky .
Cena
V současné době jsou náklady na výstavbu energeticky úsporného domu asi o 8–10 % vyšší, než je průměr u běžné budovy. Dodatečné náklady na výstavbu se vrátí během 7-10 let. Zároveň odpadá pokládka potrubí na ohřev vody uvnitř objektu , výstavba kotelen, zásobníků paliva atd.
Normy
V Evropě existuje následující klasifikace budov podle úrovně jejich spotřeby energie:
- "Stará budova" (budovy postavené před 70. léty 20. století) - potřebují k vytápění asi tři sta kilowatthodin na metr čtvereční za rok: 300 kWh / m² rok.
- "Nová budova" (která byla postavena od roku 1970 do roku 2000) - ne více než 150 kWh / m² rok.
- "Dům s nízkou spotřebou energie" (od roku 2002 není v Evropě povolena výstavba domů nižšího standardu) - ne více než 60 kWh / m² rok.
- "Pasivní dům" - ne více než 15 kWh / m² rok.
- "Dům s nulovou energií" (budova architektonicky stejného standardu jako pasivní dům, ale navržená tak, aby spotřebovávala pouze energii, kterou vyrobí) - 0 kWh / m² rok.
- „Dům plus energie“ nebo „aktivní dům“ (budova, která by s pomocí nainstalovaného inženýrského zařízení: solárních panelů, kolektorů, tepelných čerpadel, rekuperátorů, zemních výměníků tepla atd., vyrobila více energie, než sama spotřebovala ).
Směrnice o energetické náročnosti budov přijatá Evropskou unií v prosinci 2009 vyžaduje, aby všechny nové budovy byly do roku 2020 blízko energetické neutrality . [čtyři]
V USA norma vyžaduje spotřebu energie na vytápění domácnosti maximálně 1 BTU na čtvereční stopu prostoru.
Ve Spojeném království musí pasivní dům spotřebovat o 77 % méně energie než běžný dům.
Od roku 2007 musí každý dům prodaný v Anglii a Walesu získat hodnocení energetické účinnosti. Průkaz energetické náročnosti bude povinnou součástí balíčku informací o domě. Každý prodaný dům bude zkontrolován nezávislým inspektorem, který bude hodnotit účinnost domu z hlediska spotřeby energie a emisí CO 2 .
V Irsku musí pasivní dům spotřebovat o 85 % méně energie než standardní dům a vypouštět o 94 % méně CO2 než typický dům.
Nové španělské domy od března 2007 musí být vybaveny solárními ohřívači vody , aby samy zajistily 30 % až 70 % potřeby teplé vody, v závislosti na umístění domu a očekávané spotřebě vody. Nebytové budovy (obchodní centra, nemocnice atd.) musí mít fotovoltaické zařízení [5] .
V Rusku existuje také řada dokumentů (vyhlášek, doporučení, vyhlášek, nařízení, územních předpisů), které upravují spotřebu energie budov a staveb. Například VSN 52-86, která definuje výpočet a požadavky na systém zásobování teplou vodou využívající solární energii.
Distribuce
Do roku 2006 bylo po celém světě postaveno více než 6 000 pasivních domů, administrativních budov, obchodů, škol, školek. Většina z nich je v Evropě .
V řadě evropských zemí ( Dánsko , Německo , Finsko atd.) byly vyvinuty speciální cílené státní programy, které všechny objekty pravidelné zástavby přivedou na podmíněně pasivní úroveň (domy s ultranízkou spotřebou - až 30 kWh/m² za rok).
V zemích SNS
V Rusku je spotřeba energie v domácnostech 400-600 kWh/rok na metr čtvereční. Očekává se, že toto číslo se do roku 2020 sníží o 45 %.
Několik jich již bylo postaveno v Moskvě[ kolik? ] experimentální stavby využívající technologii pasivního domu (obytný dům v Nikulino-2 ). Systém zásobování teplou vodou tohoto domu využívá teplo půdy a výfukových plynů, což snižuje spotřebu tepelné energie o 32 % [1] . Ukázkový projekt takového domu byl realizován i u Petrohradu . Výstavba první vesnice pasivních domů u Petrohradu začala.
V Nižném Novgorodu byl postaven demonstrační pasivní dům využívající solární kolektory , tepelné čerpadlo , vertikální větrné generátory a systém výměny vzduchu s rekuperací .
Na Ukrajině byl první pasivní dům postaven v roce 2008 [6] K dnešnímu dni[ upřesnit ] V různých městech Ukrajiny se staví další 3 pasivní soukromé domy.
Od roku 2010 je experimentální výstavba nízkopodlažních energeticky úsporných domů pro dosídlování zchátralých a chátrajících bytů financována z Fondu bydlení a veřejných služeb . Od začátku roku 2011 již bylo v různých regionech Ruska postaveno několik energeticky účinných budov s účastí fondu.
První certifikovaný pasivní dům byl postaven v Rusku v roce 2011 firmou Mosstroy-31 podle návrhu Thomase Knechta. Měrná spotřeba tepelné energie na vytápění je 24 kWh/m² rok. [7]
Ekologie
Průměrná kanadská chata produkuje 5-7 tun skleníkových plynů ročně. Americké domácnosti ročně vyprodukují asi 278 milionů tun skleníkových plynů. Pasivní domy mohou tyto emise výrazně snížit .
Pasivní technologie budov mohou výrazně snížit spotřebu energie. Například v Německu v 90. letech klesla spotřeba energie v bytovém a komunálním sektoru o 3 %. A domácnosti ve Spojeném království spotřebují asi 30 % energie země.
Viz také
Poznámky
- ↑ 1 2 Resin V. I. Efektivní metody řízení úspor energie ve stavebnictví Archivní kopie ze 14. dubna 2021 na Wayback Machine // Architecture and Construction of Moscow. 2003. T. 508-509. č. 2-3. str. 7-13.
- ↑ Pasivní dům - definice [ ] . passipedia.org . Získáno 24. července 2021. Archivováno z originálu dne 24. července 2021.
- ↑ Co je pasivní dům? [ ] . passipedia.org . Získáno 24. července 2021. Archivováno z originálu dne 24. července 2021.
- ↑ Solární fotovoltaika by mohla být standardem v nových evropských budovách do roku 2020 . Získáno 9. prosince 2009. Archivováno z originálu 21. března 2013.
- ↑ Španělsko vyžaduje, aby nové budovy využívaly solární energii . Získáno 12. října 2010. Archivováno z originálu 19. prosince 2010.
- ↑ "Pasivní dům v Kyjevě" v databázi Institutu pasivního domu v Darmstadtu . Získáno 28. března 2022. Archivováno z originálu dne 29. listopadu 2012.
- ↑ Alexej Ščukin. Od termosky až po koncepční dům . "Expert" č. 13 (796) (2. dubna 2012). Získáno 2. listopadu 2012. Archivováno z originálu 5. listopadu 2012.
Literatura
- Gabriel I., Ladener H. Renovace budov podle standardů energeticky efektivního domu = Vom Altbau zum Niedrigenergie und Passivhaus. - S .: BHV-Petersburg , 2011. - S. 478. - ISBN 978-5-9775-0574-1 .
 V bibliografických katalozích |
|---|