ПЕРВЫЙ АКТИВНЫЙ ДОМ

Правительство Российской Федерации уделяет большое внимание вопросам энергоэффективности и энергосбережения в жилищном строительстве. Разработана государственная программа, в которой предусмотривается широкое внедрение технологий строительства и эксплуатации домов с нулевым или минимальным потреблением энергии. Есть основания ожидать, что к 2020 году в различных климатических зонах нашей страны будут построены десятки объектов с использованием энергосберегающих технологий.

Одним из таких объектов является Активный дом, построенный компанией «АБН Хайтек» в 2014 году недалеко от Москвы, который, благодаря установленным фотоэлектрическим модулям, солнечным коллекторам, тепловому насосу, ветрогенератору, а также интеллектуальным системам автоматики, вырабатывает больше из возобновляемых источников энергии, чем потребляет.

При его проектировании и во время строительных работ были использованы технологии и критерии Пассивного дома  (Passive House Planning Package, PHPP), разработанные в Институте Пас-сивного дома города Дармштадта под руководством профессора доктора Вольфганга Файста.

Дом двухэтажный, с подвальным помещением является экспериментальным объектом и предназначен для постоянного проживания и проведения научно-исследовательских работ в области энергосберегающего строительства.

Общая энергозависимая площадь двух этажей здания составляет 242 м2. На первом этаже находятся кухня, столовая, гостиная, спальня, ванная комната и туалеты. На втором этаже расположены кабинет и лабораторные помещения. Цокольный этаж является техническим, он полностью изолирован от первого жилого этажа. Его площадь не принимается в расчёт энергозависимой площади дома, так как там поддерживается минимальная температура, необходимая для функционирования оборудования. В цокольном этаже располагается оборудование солнечной электростанции, тепловой насос, лифт, механическая система вентиляции с рекуператором, ёмкости для ГВС, система очистки воды и хозяйственные помещения.

Простая архитектура дома, без балконов, лоджий, металлических и железобетонных конструкций позволила избежать образования линейных и точечных тепловых мостов. Он построен из экологически чистых материалов. Весь строительный материал проверялся на радиоактивность, содержание ртути и других вредных веществ. Для этого на объекте работала мобильная специализированная лаборатория «АБН Хайтек». Большое внимание уделялось достижению высокого качества выполняемых работ.

В основание фундамента дома заложена монолитная железобетонная плита. Под ней находится слой пенополистирола толщиной 30 см. Стены цокольного этажа построены из бетонных блоков и перекрыты стандартными железобетонными плитами. Плиты служат основанием пола первого этажа. Снаружи цокольный этаж утеплен сэндвич-панелями толщиной 25 см.

Стены 1-го и 2-го этажей выполнены из газобетонных блоков фирмы YTONG марки 400. Толщина стен составляет 50см. Блоки уложены на клей, толщина шва 1 мм. С наружной стороны стены дополнительно утеплены. Толщина утеплителя – 20 см. При строительстве стен особое внимание уделялось созданию воздухонепроницаемой оболочки дома. Её герметичность проверялась по методике Blower Door.

Результаты измерения кратности воздухообмена дома при испытаниях воздухопроницаемости: n50 0,31 h-1.

Широкой стороной фасада здание ориентировано строго на юг и не имеет перед собой затенений. В доме 13 больших окон: 5 – с южной стороны, по 4 –  с восточной и с западной. Общая площадь стёкол составляет 67 м2.

В результате все помещения имеют максимальный уровень инсоляции, что значительно снижает нагрузку на отопление и освещение. Рамы окон деревянные и с наружной стороны защищены алюминием. Окна сертифицированы, и имеют трёхкамерные стеклопакеты, заполненные инертным газом. Все окна имеют утеплённые жалюзи, работающие как в ручном, так и в автоматическом режиме. Это позволяет значительно сократить теплопотери в холодное время, регулировать уровень освещённости, а также минимизировать затраты на охлаждение в летний период.

Солнечная электростанция

Для комфортного проживания и проведения научно-исследовательских работ построена фотогальваническая электростанция на базе лучших монокристаллических модулей общей мощностью 23 кВА. Фотогальванические модули расположены вертикально на восточной, южной и западной сторонах дома, на прилегающей к дому веранде и под углом 5° на крыше здания. Такое расположение модулей позволило эффективно использовать солнечную энергию в течение всего светового дня – от восхода и до заката.

В систему электроснабжения включён также небольшой ветрогенератор мощностью 1000 Ватт.

Анализ работы электростанции в течение 2014 года показал, что в период с марта по сентябрь включительно производилось значительно больше электричества, чем потреблялось, и имелась возможность сброса излишков электроэнергии в общую сеть. Во многих странах Европы это является неотъемлемой частью энергосистемы. К сожалению, в России это пока не применимо ввиду отсутствия нормативно-правовой базы, что создаёт определённые препятствия развитию альтернативной энергетики.

С южной стороны над входом в здание установлены автоматические светоуловители, поворачивающиеся вслед за солнцем и передающие свет по волоконно-оптическому кабелю в неосвещённые помещения.  

Для освещения дома используются исключительно энергосберегающие светодиодные светильники. Вся бытовая техника с низким потреблением энергии (класс энергопотребления А++).

В настоящее время для накопления энергии используются 24 свинцово-кислотные АКБ с загущённым электролитом ёмкостью 200А*ч каждая. Суммарная ёмкость АКБ составляет 57,6 кВт*ч.

Вентиляция

При проектировании системы вентиляции особое внимание уделялось созданию во всех помещениях здания высокого уровня воздушного и теплового комфорта. Приток свежего воздуха и комфортный микроклимат в доме обеспечивается за счёт механической приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла. В доме работает сертифицированная установка фирмы «Komfovent»  производительностью 500 м3  в час, КПД установки – 78 %.

Приток свежего воздуха подаётся в установку по трубам диаметром 200 мм фирмы «Rehau». Трубы заложены в грунт на глубину двух метров, где всегда положительная температура (+6-7 °С). Длина труб составляет  200 м. Воздух, проходя по трубам, нагревается и поступает в рекуператор всегда с положительной температурой, что значительно снижает энергозатраты на подогрев воздуха в холодное время года. При нахождении людей в помещении температура воздуха поддерживается в пределах 18-22 °С, а кратность воздухообмена – 2 часа.

Если люди в помещении отсутствуют, подача воздуха сокращается и контролируется с помощью датчика СО2. Создан-ная в доме система вентиляции обеспечивает в автоматическом режиме постоянный приток свежего воздуха в жилые помещения (спальни, гостиную) и в лабораторию, а также удаление использованного воздуха из санузла, ванной комнаты и кухни.
 
Отопление

Дом обогревается за счёт использования тепла солнца и земли. Для получения тепла из земли применён геотермальный тепловой насос мощностью 24 кВт. Для его работы пробурено 12 вертикальных скважин. Эксплуатация теплового насоса в период 2013-2014 гг. показала, что за 1 кВт электрической энергии вырабатывалось 4,5- 5,0 кВт тепловой. Температура воды на выходе из теплового насоса составляла +55-58°С.

Кроме нагрева воды тепловым насосом вода нагревается солнечными тепловыми коллекторами, установленными на крыше здания. Общая площадь коллекторов составляет 16 м2.

Нагретая тепловым насосом и солнечными коллекторами вода поступает в накопитель ёмкостью 1425 л, находящийся в цокольном этаже, а оттуда в систему тёплого пола первого этажа и систему горячего водоснабжения. Второй этаж отапливается исключительно тёплым воздухом системы вентиляции.

Система автоматического управления домом

Система автоматического управления домом построена на оборудовании использующем протокол KNX, и включает в себя управление освещением, отоплением, вентиляцией, охранную и противопожарную сигнализацию, систему видеонаблюдения и контроля доступа и систему контроля утечек воды, а также систему контроля качества воздуха.

На крыше дома установлена метеостанция. Полученные от неё данные используются в системе автоматики и расчётах количества солнечной энергии, поступающей в солнечную электростанцию.

Научно-исследовательские работы

На базе построенного дома в 2014 году проводились следующие работы:
• проведены испытания по замене металлической арматуры на стеклопластиковую, что позволило минимизировать тепловые мосты;
• подобраны оптимальные режимы работы солнечной электростанции (контроллеры, инвертеры, потребители, молниезащита и прочее).

Научно-исследовательские работы на 2015-2016 гг.:
• изучение возможности приминения свойств парафинов для использования в тепловых аккумуляторах;
• проверка на практике различных конструкций солнечных коллекторов и фотоэлектрических модулей и подготовка рекомендаций по их использованию;
• поиск оптимальных решений по сохранению электричества, вырабатываемого солнечной электростанцией.

Информация об этом доме в январе 2015 года была направлена директору Института Пассивного дома города Дармштадта (Германия), профессору, д.т.н. Вольфгангу Файсту и председателю сертифицирующей комиссии Института Пассивного дома, д.т.н. Бенджамину Крику. Оба учёных дали положительную оценку построенному компанией «АБН Хайтек» дому и предложили выступить с докладом на 19-ой Конференции по Пассивным домам (International Passive House 2015) в Лейпциге, на которой 18 апреля 2015 года генеральный директор компании «АБН Хайтек», к.т.н, Борис Алексеевич Николаев выступил с докладом на немецком языке.

Делегаты и участники конференции признали доклад одним из наиболее интересных на конференции. Среди них присутствовал известный немец-кий архитектор, один из ведущих проектировщиков пассивных домов Томас Кнехт, по проекту которого в 2011 году в Москве был построен первый в России сертифицированный Пассивный дом. Он также признал доклад чрезвычайно интересным и отдельно отметил оригинальный проект Активного дома.

Следует отдельно отметить своевременность строительства компанией «АБН Хайтек» в России дома, энергетические потребности которого полностью обеспечиваются за счёт возобновляемых источников энергии – солнца, ветра и земли. Государственная программа развития электроэнергетики возобновляемых источников предполагает переход на строительство подобных домов в Германии до 2050 года, а в Финляндии – до 2020 года.

Для решения этих задач Институт Пассивного дома города Дармштадта представил на конференции новую классификацию пассивных домов: Passive House Classic, Passive House Plus, Passive House Premium.

По мнению разработчиков программы новая система будет стимулировать развитие использования возобновляемых источников энергии – солнца, ветра, биотоплива и других.

Список литературы:
• Николаев Б.А. Буревестники энергетической революции // Точка опоры. – М., №8(152) 2012. – с. 32-33
• Материалы 19-ой Конференции по Пассивным домам 17-18 апреля 2015 года в г.Лейпциге, Германия
• Passivhaus Projektierungs-Paket PHPP Version 9 (2015) © Passivhaus Institut
• Файст В. Основные положения по проектированию Пассивных домов. – М.: Издательство АСВ, 2011. – 144с.

Компания «АБН Хайтек»
117393, г. Москва,
ул. Архитектора Власова, д. 49.
тел.: +7 (800) 555 3232
+7 (916) 640 0234
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
www.abn-hitech.com