Энергонезависимые здания и умный дом. Энергонезависимый автономный дом – это реально

Пассивный, или энергонезависимый дом (англ. passive house) - это дом, основной особенностью которого является малое энергопотребление. В идеале, пассивный дом должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры.

Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии.

Горячее водоснабжение осуществляется за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов или солнечных коллекторов.

В зависимости от конструкции стен дома через них теряется до 35-45% тепла, полученного в ходе работ систем отопления. Фактически большинство домов, построенных по классическим технологиям, отапливают улицу.

Наиболее очевидная и лежащая на поверхности цель повышения энергоэффективности жилых зданий - сокращение энергопотребления, что экономит как прямые затраты на обслуживание здания и поддержание в нем необходимой температуры, так и косвенно положительно влияет на экологическую обстановку за счет сокращения необходимых в любом другом случае генерирующих мощностей. Структура энергопотребления домов, построенных по стандартным технологиям, существенно отличается от энергопотребления энергоэффективных домов.

Другая цель создания энергоэффективных зданий - сокращение использования традиционных источников энергии, при работе с которыми природные ресурсы (в том числе углеводороды) необратимо расходуются, и замена таких источников возобновляемыми. Такой подход также обеспечивает как значительную экономию, так и максимальную экологичность возводимых зданий.

Несмотря на сдерживание роста тарифов на тепло- и электроэнергию, стоимость электроэнергии для конечного потребителя за последние десять лет выросла в 5,4 раза.

Саму идею обеспечения максимальной энергоэффективности сложно назвать новой: еще в конце 1970-х гг. в Финляндии был построен комплекс «EKONO HOUSE» в городе Отаниеми. В здании, кроме сложного объемно-планировочного решения, учитывающего особенности расположения и климата, была применена особая система вентиляции, при которой воздух нагревался за счет солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Также в общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергоэффективность, были включены солнечные коллекторы и геотермальная установка.

Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года.

Логическим продолжением экспериментов по формированию подхода к строительству энергоэффективных зданий стала концепция энергонезависимого дома (также называемого «пассивным» либо «энергопассивным»), разработанная в Германии доктором Вольфгангом Файстом, основателем Института Пассивного дома в немецком городе Дармштадт. За двадцать лет существования технологии было проведено множество глубоких исследований влияния на термостатирование зданий многочисленных факторов, как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации, отработаны программы расчета и технологии строительства. На базе сформированных знаний стало возможным широкое распространение энергонезависимых домов не только в Германии, но и во всех странах Запада. В таких домах применяются самые современные строительные материалы, конструкции, и инженерное оборудование, и на сегодняшний день энергонезависимый дом - это самый совершенный дом с точки зрения комфорта, энергопотребления и внутреннего климата помещений.

Экономичность: благодаря низкому энергопотреблению экономится значительная часть средств, необходимых для теплоснабжения, подогрева воды, кондиционирования и других элементов обеспечения климатического режима в доме.

Экологичность: для функционирования дома нужен минимальный объем электроэнергии, в связи с чем практически исключены вредные выбросы в атмосферу. Массовое внедрение технологии энергонезависимого дома позволяет значительно сократить необходимость работы существующих генерирующих мощностей и снять необходимость ввода новых. Помимо этого сокращается объем выброса парниковых газов в 7-10 раз.

Комфорт: чистый, теплый свежий воздух, теплые стены и полы вызывают ощущение пребывания в горной местности в летний период. Если учесть, что человек за свою жизнь более 50% находится в жилище, то такая комфортная среда обитания внутри энергонезависимого дома благотворно влияет на здоровье человека и способствует продлению его жизни. Лучше всяких цифр об этом говорят отзывы людей, которые неизменно говоря: «мы никогда не замерзали», «мы определенно построили бы энергонезависимый дом снова», «нам никогда еще не было настолько комфортно».

Реальная энергонезависимость: концепция энергонезависимого дома позволяет возводить строения на территориях, не оборудованных традиционными инженерными коммуникациями (газ, теплоцентраль), а в определенных случаях - и без подведения коммунальных электросетей.

Современная строительная отрасль, поддерживая научные изыскания, нацелена на снижение теплопотерь за счет внедрения современных теплоизоляционных материалов, сокращения мостиков холода, применения высокотехнологичных конструкционных материалов. Однако нельзя не признать, что обособленная реализация такого подхода не дает эффекта, равного применению концепции энергонезависимого дома.

Конечно, современные строительные нормы и применение качественных материалов способно значительно снизить теплопотери здания, и, за счет этого, - энергопотребление, затрачиваемое на отопление. Учитывая, что именно на обогрев помещения затрачивается основная часть потребляемой энергии, этот результат можно было бы считать вполне удовлетворительным, однако результаты исследований показывают, что возведение здания в соответствии с концепцией энергонезависимого дома позволяет сократить на отопление более чем на 70%.

ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ: БУДУЩЕЕ СЕГОДНЯ

За счет чего достигается такая экономия? В первую очередь - за счет комплексности мер, направленных на максимальную энергоэффективность. Решать проблему теплопотерь в зданиях, нельзя исключительно за счет повышения характеристик теплоизоляции. Только комплексное применение современных теплоизоляционных материалов, архитектурных приемов и новейших инженерных систем позволяет достичь поставленной цели.

Так, проектирование энергоэффективного здания проводится с учетом климатических условий региона, с определением оптимальной формы здания и его габаритов для уменьшения площади внешней поверхности без потери внутреннего объема здания. За счет меньшей площади внешней поверхности уменьшаются и расходы энергии, связанные с теплопотерями.

Дополнительно к этому технология энергонезависимого дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей - не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента, для чего формируется несколько слоев теплоизоляции - внутренняя и внешняя, а также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие конструкции практически в 10 раз ниже, чем в обычных зданиях.

В США стандарт требует потребления энергии на отопление дома не более 1 BTU (Британская тепловая единица) на квадратный фут помещения, в Великобритании энергонезави-симый дом должен потреблять энергии на 77% меньше обычного дома, а с 2007 года каждый дом, продаваемый в Англии и Уэльсе, должен получить рейтинг энергоэффективности. Каждый продающийся дом осматривается независимым инспектором, который определяет рейтинг эффективности дома с точки зрения потребления энергии и выбросов СО2. В Ирландии пассивный дом должен потреблять энергии на 85% меньше стандартного дома, и выбрасывать в атмосферу СО2 на 94% меньше обычного дома. Новые дома Испании с марта 2007 оборудуются солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30% до 70% потребности в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды.

На сегодняшний день в мире построено более 7000 пассивных домов, офисных зданий, магазинов, школ, детских садов. Большая их часть находится в Европе.

Но для создания комфортной среды обитания в доме его необходимо оживить. И тут на помощь приходят различные инженерные системы. За электроснабжение отвечают фотоэлектрические солнечные батареи и ветрогенератор. Поскольку энергоснабжение от таких источников как солнце и ветер носит нестабильных характер, требуется установка резервного генератора и системы аккумулирования.

Любой дом требует вентиляции воздуха и уж тем более дом, представляющий собой полностью герметичный объем. В системе принудительной приточно-вытяжной вентиляции применяются современные вентиляционные установки с рекуперацией тепла и влаги удаляемого воздуха. Данные установки способны вернуть до 90 % тепловой энергии из удаляемого воздуха в подаваемый в помещения свежий воздух. В летний период данная система имеет обратное действие, т.е. охлаждает подаваемый воздух.

Схема взаимодействия инженерных систем энергонезависимого дома

Схема взаимодействия инженерных систем энергонезависимого дома:

1 - Фотоэлектрические модули
2 - Электрогенератор (Микро ГЭС,Микро ТЭС)
3 - Ветрогенератор
4 - Блок контроля заряда/разряда АКБ
5 - Аккумуляторные батареи
6 - Инвертор
7 - Рекуператор
8 - Система предварительного темперирования наружного воздуха
9 - Солнечные коллекторы
10 - Смеситель солнечного коллектора
11 - Тепловой насос
12 - Буферная емкость
13 - Емкостной водонагреватель
14 - Водоочистная установка
15 - Скважинный насос
ГЗ - грунтовый зонд
НВ - наружный воздух
ПВ - приточный воздух
ОВ - отходящий воздух
УВ - удаляемый воздух
ХВ - холодная вода
ГВ - горячая вода
ПОК - подача отопительного контура
ООК - обратка отопительного контура SolarDivicon
ИВ - Исходная вода (из скважины или озера)
ЧВ - Очищенная вода

Проект Net-Zero Energy Residential Test Facility - это дом, построенный на территории Национального Института Стандартов и Технологий в Вашингтоне, округ Колумбия. Ученые и исследователи симулировали в этом милом домике жизнь семьи из четырех человек. В результате за год дом нагенерировал 13 577 кВт⋅ч энергии, что на 491 кВт⋅ч превышает изначально запланированный результат.

Каковы характеристики самого дома? Это 252 квадратных метра, два этажа. В дизайне ничего необычного - дом как дом. Однако, в крышу по всей площади встроены солнечные панели. Эти панели смогли создать профицит энергии, чтобы пережить плохую погоду во время зимы. В течение 38 дней все 32 панели были покрыты снегом.

Расход энергии был рассчитан таким образом, будто обычные американская семья из четырех человек живет в доме, члены семьи ходят в душ, заряжают мобильники и ноутбуки, смотрят телевизор и так далее. Одной из важных составляющих при строительстве энергонезависимого дома были материалы и планировка: практически ликвидировано нежелательное проникновение воздуха, в то время как уровень изоляции в стенах и крыше был в два раза больше, что уменьшало необходимую на нагрев помещений энергию. Также дом имеет геотермальную систему для контроля нагрева и охлаждения.

Использование таких технологии в строительстве дома обойдется в 162 тысяч долларов. В США экономия на электричестве составит 4 373 доллара в год. Эксперимент будут продолжать с целью снижения разницы между стартовой инвестицией и экономией. В пользу сохранности денег, конечно.

Дом считается автономным, если при наличии всех видов коммуникаций он не подключён к централизованным электрическим и газовым сетям, системам водоснабжения и канализации. Такие дома строятся при отдалённости от централизованных сетей обеспечения или для экономии денежных средств. При этом владельцы не жертвуют своим комфортом.

Электроснабжение в автономном доме

Искать альтернативные источники электроснабжения людей чаще всего заставляет удалённое расположение от линий электропередач. Надо сказать, что экономия в данном случае будет, но не сразу - оборудование для автономной генерации электроэнергии стоит недёшево. Вот самые популярные на сегодняшний день источники автономного электроснабжения:

1. Жидкотопливный генератор способен обеспечить электроэнергией частным дом среднего размера, а при подключении к генератору котла и насоса он будет обеспечивать дом отоплением и водопровод. Однако такая мощность требует топлива, которое дорожает каждый месяц.

Также из-за высокого уровня шума эксплуатация генератора в помещении затруднена. Стоимость генератора варьируется от 10 000 до 50 000 руб. в зависимости от выходной мощности и иных характеристик. Рассчитать необходимую мощность источника питания можно по следующей формуле: к суммарной мощности всех потребителей прибавьте запас в 15-20%. Небольшой дом электричеством сможет обеспечить бензиновый генератор мощностью до 2 кВт. Сооружениям посерьёзнее понадобится дизельный генератор, выдающий мощность до 30 кВт. Если первые чаще всего выбирают для строений, имеющих нерегулярно работающее центральное электроснабжение, то вторые наилучшим образом подойдут для автономного дома. Бензиновые генераторы рассчитаны на работу до 3000 моточасов. Дизельные генераторы служат куда дольше, но для бесперебойной работы каждые 100 моточасов нужно прогонять их на полных оборотах

2. Солнечные батареи.

В комплект поставки входят: панели, аккумуляторы, контроллер, инвертор, коннектор и кабели. Однако стоимость количества панелей, достаточных для обеспечения дома энергией, начинается от 40 000 руб.

3. Ветряная электростанция.

Это оборудование также весьма дорогое - стоимость самых дешёвых моделей начинается от 60 000 руб. Эффективность работы ветряков будет зависеть от размеров лопастей И скорости ветра. Поэтому в условиях безветренной местности (например, в кольце холмов) они будут бесполезны. Для обеспечения электроэнергией полноценного жилого дома нужно устройство, выдающее не менее 20 кВт. Вопрос установки ветрогенератора следует решать с соседями и в надзорных органах.

4. Мини-гидроэлектростанция - хороший вариант для владельцев домов с находящейся поблизости речкой или хотя бы ручьём. Вложиться придётся значительно - цена самых дешёвых устройств, достаточных для обеспечения дома, начинается от 100 000 руб.

Газификация для автономного дома

Для комфортного проживания в загородном доме необходим постоянный источник газа. Если из газового оборудования нужна только плитка, то достаточно баллона, перезаправляемого раз в несколько месяцев. Для обустройства отопления понадобятся специальные большие резервуары - газгольдеры, заправляемые смесью бутана и пропана. Требуемый размер устройства зависит от отапливаемой площади.

Главный недостаток газгольдеров, помимо дороговизны, - невозможность их самостоятельной установки. Все монтажные работы проводят только по разрешению регионального газового управления силами специалистов либо государственных, либо сертифицированных компаний.

Установку газгольдера производят следующим образом. Для газгольдера выкапывают яму определённого размера и монтируют металлическое основание. После этого на него ставится сам резервуар. К дому от газгольдера копают траншею и проводят магистраль. Испытания и первый пуск системы проводят в присутствии представителя Ростехнадзора.

Отопление в автономном доме

Для устройства отопления в автономном доме понадобятся следующие агрегаты и узлы:

• Отопительный котёл. Электрические устройства можно применять при наличии источника питания достаточной мощности - именно на работу такого котла будет уходить большая часть вырабатываемой энергии. Газовые котлы подключают к газгольдеру. Встречаются и твердотопливные котлы, работающие на древесине, угле и т.п.
• Батареи отопления . Наилучшими по своим характеристикам и надёжности являются биметаллические радиаторы, но ради экономии можно использовать менее долговечные алюминиевые бата-реи.
• Магистрали . Для обустройства отопления используют металло-пластиковые. металлические или полипропиленовые трубы.
• Расширительный бачок. Его устанавливают рядом с отопительным котлом или на чердаке дома.
• Циркуляционный насос. Монтируют недалеко от котла на обратной трубе, рядом с ним помещают очистительный фильтр.
• Группа безопасности . Необходима для страховки от возникновения чрезмерного давления и минимизации риска завоздушивания.

Существует две разновидности котлов - одноконтурные и двух-контурные. Вторые обойдутся дороже, но позволят обеспечить весь дом не только теплом, но и горячей водой.

Водопровод для автономного дома

Основой водопровода в автономном доме служит скважина. Специалисты рекомендуют предварительно заказать проведение на территории участка геодезических изысканий. Это позволит значительно сэкономить средства, поскольку только профессионалы с точностью смогут определить наилучшее для бурения место. Стоимость проведения работ зависит от глубины залегания вод и составляет около 2000 руб. за 1 м.

Водопроводную трубу от скважины подводят к дому через специально вырытую траншею на глубине ниже уровня промерзания грунта. Магистраль, предназначенную для теплой воды, подключают к двух-контурному котлу.

Сложнее решить вопрос с канализацией. Для её установки сначала необходимо смонтировать центральный стояк, затем вырыть яму на расстоянии 10-15 м от дома и установить септик. От дома к септику прокапывают траншею на глубине 1,5-2 м с наклоном не менее 3 см на 1 ног. м. После этого необходимо усыпать дно траншеи щебнем и уложить мета л л оп ластиковые или полипропиленовые трубы.

Разводку канализации внутри дома необходимо производить в соответствии с принятыми нормативами.

Биогаз

Биогаз относят к экологически чистым видам топлива. По своим характеристикам он схож с природным газом, ко добывается не из земли, а путём брожения биомассы. Представить технологию получения биогаза можно следующим образом: в специальной ёмкости, называемой биореактором, происходит процесс брожения и переработки биомассы.

В результате этого процесса происходит выделение смеси газов, состоящей на 60% из метана, на 35% - из углекислого газа, на 5% - из других газообразных веществ, среди которых есть сероводород. Получаемый газ постоянно отводят из биореактора и после очистки используют в хозяйственных целях. Переработанные отходы, ставшие высококачественными удобрениями, периодически удаляют из биореактора и вывозят на поля. Если крупные фермеры могут позволить себе купить готовые станции по выработке биогаза, собранные в заводских условиях, то менее мощные установки, работающие по тому же принципу, можно собрать своими силами из доступных материалов. Но для начала необходимо понять, каких размеров, а главное - какого типа установка вам необходима.

Видов установок, как и видов брожения биомассы, существует всего два: с доступом воздуха (аэробный) и без доступа воздуха (анаэробный).

При аэробном брожении в ходе распада органических веществ водород окисляется до воды, а углерод - до углекислого газа. При этом выделяется большое количество энергии в виде тепла: бродящая масса сильно нагревается. При анаэробном брожении 60-70% углерода переходит в метан, а его оставшаяся часть - в водород, свободный азот и углекислоту. Для сжигания метана достаточно стандартной газовой горелки.

Аэробный способ получения энергии намного проще анаэробного. Нет необходимости строить герметичные бродильные камеры и постоянно следить за установкой. Аэробные установки называют БТС (биотермические станции), анаэробные - БЭС (биогазовые или биоэнергетические). В качестве сырья для брожения подходят любые органические сельскохозяйственные отходы.

Зимой БЭС может работать только в самых южных районах страны, так как в условиях севера в этот период её обогрев потребует больше газа, чем она способна выработать. Но холодный сезон может быть успешно использован как время сбора и загрузки камеры сухой массой, чтобы с наступлением тёплого времени вам не пришлось долго возиться с запуском установки: вы просто заполните реактор водой или навозной жижей - и через три-четыре дня он начнёт вырабатывать свою замечательную продукцию.

Стоимость биогазовых установок начинается от 90 000 руб. и растёт по мере усовершенствования их внутреннего устройства. Цена отдельных экземпляров, предназначенных для использования на фермах, доходит до полумиллиона. Для снабжения теплом и электроэнергией небольшого дома будет достаточно самых дешёвых. Перед покупкой тщательно ознакомьтесь с характеристиками и сравните их со своими требованиями.

СОВЕТ ПРОФЕССИОНАЛА

Биогаз - используйте отходы с пользой

Для работы биогаза используют исключительно органическое сырьё. Наибольший выход дают: чистый жир (1300 m 3 t) и технический глицерин (500 м 3 /т). Также применяют другие виды субстратов: природный или самосплавный навоз (54-62 и 22-25 m 3 t соответственно), клеточный или подстилочный птичий помёт (105 и 90 м 3 /т соответственно). Можно использовать силос, зерно, муку, хлеб, фруктовые и овощные жмыхи, свежую траву, отходы мяса и рыбы (только мягкие или жидкие). Но обеспечить необходимый для загрузки объём исключительно бытовыми отходами проблематично. Для увеличения объёма получаемого газа можно приобрести специальные добавки для сырья.

Автономный коттедж

Большинство из нас уже не представляет себе, как прожить без электричества.

Свет, отопление, водоснабжение, бытовая техника - все составляющие современного комфорта «привязаны» к проводам. А ведь даже если подключение загородного коттеджа к электричеству вам доступно, не факт, что гарантировано стабильное энергоснабжение. Периодические проблемы с падением напряжения, аварийные отключения то и дело останавливают умную технику! С газификацией ситуация еще сложнее. Чтобы преодолеть подобного рода обстоятельства, используют автономные источники.

ЕСЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА НЕТ…

На самом деле без подключения к электросети вполне можно обойтись. При этом вовсе не обязательно жить как в прошлом веке: продукты хранить в колодце, готовить на керосинке, печку топить… Комфорт обеспечат комбинация оборудования, работающего от разных источников энергии, и автоматические системы контроля.

Воду для душа и мытья посуды быстро и недорого согреет газовая колонка, работающая от газового баллона или газгольдера (хранилища сжиженного газа). Эти же газовые источники энергии позволят готовить пищу.

Для освещения, работы холодильника, телевизора и прочей бытовой техники потребуется генератор в комплекте с аккумуляторными батареями, контроллером и инвертором. Запитываться напрямую от бензинового или дизельного генератора нецелесообразно: работают они шумно, топлива «кушают» много, да и цена на модели, что рассчитаны на постоянную работу, высокие.

Для отопления дома подойдет газовый котел или твердотопливный. Например, котлы пеллетного типа выпускаются с автоматической подачей топлива. Есть топки длительного горения, требующие подкладывания дров 1-2 раза в сутки.

Совет специалиста

Мощность миниэлектростанции стоит выбирать с запасом. Во-первых, оборудование не должно работать на пределе, так как быстро выработает свой ресурс. Во-вторых, у некоторых электродвигателей, например у насосов, пусковые токи намного превышают рабочую мощность, и это приходится учитывать.

ГАЗ В БАЛЛОНАХ

Широкий ассортимент емкости баллонов (от 5 до 50 л) позволяет подобрать удобный для транспортировки вариант. Современные модели в пластиковых корпусах существенно легче по весу, нежели стальные. Такие баллоны в основном импортного производства, и перед их покупкой следует убедиться, что продукция сертифицирована: соединительная арматура может не совпасть с отечественной на заправке.

Дабы избежать ситуации с внезапной остановкой оборудования из-за того, что газ закончился, используют баллонные установки - рампы. В них процес сом «рулит» специальный клапан: автоматически переключает работу с опустевшей емкости на полную. Нерабочие баллоны можно отсоединить, заправить и подключить снова. Минимальный комплект рассчитан на два баллона. Есть металлические коллекторы на 4 и 5 емкостей, которые удобно объединять в группы.

ГАЗГОЛЬДЕРЫ

Иметь много газовых баллонов на участке потенциально опасно. При большом потреблении газа используют иной вариант хранения - газгольдер. Это металлическая емкость с защитным покрытием на 2-10 тыс. литров. Объем выбирается исходя из потребления таким образом, чтобы заправка требовалась 1-2 раза в год.

Имеются надземные, подземные (горизонтальные и вертикальные) установки, и даже мобильные. На придомовом участке преимущественно используют подземный горизонтальный вариант.

Сверху у такого газгольдера находится горловина с контролирующей, предохранительной и заправочной арматурой, люк с замком. К оборудованию в доме емкость подсоединяется посредством подземного газопровода.

Монтаж газгольдеров производят аккредитованные в Облгазе организации, они же предоставляют услуги по согласованию проекта с газовыми службами и пожарным надзором.

ПРО ГЕНЕРАТОРЫ

Существуют бензиновые, дизельные и газовые генераторы электроэнергии или мини-электростанции. При равной мощности ресурс работы дизельного генератора вдвое выше. Зато бензиновый двигатель легче запустить на морозе (дизельный надо прогревать), а у газового минимально вредный выхлоп. Очевидно, шум работающего агрегата и малоприятные запахи будут мешать и вам, и соседям. Подумайте, долго ли сможете терпеть постоянный грохот, как на производстве, в среднем 60-70 дБ? Есть смысл приобрести оборудование в защитном кожухе. Снизить вредные воздействия позволит также грамотный монтаж.

Миниэлектростанции имеют солидный вес, поэтому для установки требуется фундамент. Устраивая навес, важно учесть розу ветров конкретной местности. Вполне реально добиться результата, когда выхлоп в основном будет уходить в сторону от вашего двора.

Оборудование также можно установить в подвальном подсобном помещении с высоким дымоходом для вывода выхлопных газов. Постройка, сооруженная с углублением по типу землянки, будет хорошо гасить шум. Но тут возникнет новая проблема - гидроизоляция подземного сооружения.

НА ЗАМЕТКУ

Ресурс работы бензинового генератора в среднем составляет порядка 3000 часов, то есть при круглосуточной работе его хватит менее чем на полгода. Ресурс работы дизельного и газового генераторов в среднем равен 5000 часов. При этом электричество, выработанное газовым агрегатом, обойдется в 5 раз дешевле, чем полученное от жидкотопливного. Низкооборотные генераторы на дизеле имеют ресурс порядка 10 000 часов, что соответствует 416 дням.

Кстати о двигателях

Электрогенераторы бывают с двухтактными или четырехтактными двигателями. Двухтактный дешевле, но сложен в обслуживании: требуется готовить топливную смесь из бензина и масла. Он очень сильно шумит, и выхлоп от него идет чересчур уж ядовитый. Четырехтактные двигатели лишены подобных недостатков и, кроме того, характеризуются большим ресурсом работы. Производятся не только с воздушным, но и жидким охлаждением мотора.

ПЕРЕБОИ НИПОЧЕМ

Допустим, ваш загородный дом подключен к электросети, и единственное, о чем вы мечтаете, - это чтобы гроза, ураган, снегопад и прочие напасти не обрывали привычный комфорт. Что ж, тогда нужна мини-электростанция с автоматическим подключением в случае перебоев с электричеством. Автозапуск будет срабатывать всякий раз при падении заданного напряжения во внешней сети, а при восстановлении автоматически отключаться.

Такие электростанции работают на дизеле, бензине, газу и… электричестве. Есть бензиновые и дизельные модели со стартовой батареей, облегчающей запуск. Ну а самые, пожалуй, интересные устройства - не зависящие ни от какого вида горючего, аккумуляторные. В комплекте с солнечными панелями и контроллером они способны накапливать и сохранять электроэнергию. В отличие от дизельных и бензиновых такие агрегаты бесшумны, а потому могут устанавливаться прямо в доме.

СИЛА СОЛНЦА

На юге солнечные батареи все чаще «украшают» скатные крыши. И уже многие поняли «плюсы» и «минусы» таких систем. Помешать воплотить с их помощью идею полностью автономного энергоснабжения могут два момента:

• некачественное оборудование (есть риск получить совершенно не те характеристики по мощности, что предполагалось; кроме того, емкость фотоэлементов может резко снизиться уже в первые три года, и все затраты окажутся напрасными);
• недостаток солнца (на большей части России оно светит нежарко и недолго).

Другое дело - солнечные коллекторы для подогрева воды. С их помощью удастся хорошо сэкономить электроэнергию в теплое время года. Она понадобится лишь для работы автоматики и циркуляционного насоса, входящих в систему.

СИЛА ВЕТРА

Казалось бы, в отличие от солнца ветра в России хватает. Отчего же ветряки получили даже меньшее распространение, чем солнечные батареи? Да, ветер есть, но его скорости и плотности потока не хватает. Для стабильной выработки электричества нужен поток около 10 м/с. У нас же - хорошо, если 7 м/с, и то непостоянно. Значит, ветряк в редкие дни будет работать с полной отдачей, без блока аккумуляторных батарей для сбора выработанной электроэнергии не обойтись. Качественный и достаточно мощный ветрогенератор - вещь затратная.10/20 pc губка Ластик Кухня Тряпки Для Вытирания пыли, салфетки…

В мире основной стимул к строительству энергонезависимых домов - стремление сэкономить на приобретении дорогих энергоносителей. Действительно, идея жить в здании, для которого не надо покупать электричество, газ или другое топливо, выглядит довольно привлекательно. У нас же пока централизованно поставляемые электроэнергия и газ не настолько дороги (хотя власть работает над этим), чтобы

всерьез стимулировать дополнительные вложения в энергонезависимость своего жилища. Зато у нас есть другой мотив для внедрения современных технологий - наличие большого выбора недорогих и удобных участков под строительство, но без подведенных коммуникаций, - пишет segodnya.ua .

ИДЕАЛ ДЛЯ ПОДРАЖАНИЯ - ПОЛНАЯ ПАССИВНОСТЬ

Естественный путь к повышению энергонезависимости - сокращение расхода энергии в здании, в первую очередь на отоплении за счет снижения теплопотерь. Поскольку, как говорит руководитель Клуба прикладной экологии Андрей Бобровицкий, построить теплый дом технически гораздо проще, чем создать сверхэкономную систему отопления.

ЭТАЛОН. Современный эталон в понимании того, что такое теплое жилище, задает так называемый пассивный дом. Такое здание потребляет на свое отопление за год не более 15 кВт*ч/м2 своей площади. Для сравнения, так называемые дома низкого потребления энергии, которые в ЕС с 2002 года являются минимальным стандартом энергосбережения, потребляют не более 60 кВт*ч/м2 в год. До того, с 1970-х годов, в Европе строили дома с годовым потреблением энергии не более 150 кВт*ч/м2. А еще раньше - здания, которые за год расходовали 300 кВт*ч/м2. Это, кстати, примерный уровень обычного кирпичного здания вроде тех, в которых до сих пор живут миллионы украинцев.

Но "пассивный дом" - еще не предел. Есть еще дома "нулевой энергии" - вообще не потребляющие ни единого киловатта извне. Такое жилище отапливается теплом человеческих тел, работающих электроприборов и проникающим через окна солнечным светом. А есть еще и здания, которые вырабатывают энергии больше, чем потребляют.

СТАНДАРТЫ. Стандарты энергоэффективности дома установил Институт пассивного дома (Дармштадт, Германия). Для нас они полезны тем, что показывают основные направления усилий, которые нам придется приложить для приближения своего жилища к энергонезависимости.

1. Стены с повышенной теплоизоляцией (коэффициент теплопередачи должен составлять менее 0,15 Вт/м2K). Для сравнения, коэффициент теплопередачи стандартной кирпичной стены толщиной 24 см составляет примерно 2 Вт/м2K. То есть стена пассивного дома должна быть как минимум в 14 раз теплее.

2. Не должно быть "мостиков холода", т. е. таких архитектурных или технических деталей с высокой теплопроводностью, которые проходили бы сквозь слой утепления наружу.

3. Сооружение должно быть компактным. Идеальной формой такого здания была бы сфера - минимум площади внешней поверхности при максимуме внутреннего объема. Но распланировать такое помещение с удобством для жизни - задача не из простых. Поэтому форму здания стремятся сделать максимально приближенной к кубической. Чем больше вытянуто строение, тем больше у него "лишней" внешней площади и теплопотерь.

4. Должно быть обеспечено пассивное использование солнечной энергии благодаря правильному ориентированию и отсутствию затемнения (от деревьев или других зданий). Архитектор Татьяна Эрнст, автор первого в Украине пассивного дома, объясняет: "Южная (солнечная) сторона здания должна быть максимально остеклена. А северную сторону, наоборот, необходимо сделать глухой". Также нужны улучшенные стеклопакеты со специальными профилями и коэффициентом теплопередачи окна 0,8 Вт/м2K.

5. Высокая герметичность здания. То есть пассивный дом должен быть в 2,5 раза герметичнее обычного.

6. В доме должна быть контролируемая вентиляция с рекуперацией тепла из отработанного воздуха, обеспечивающая более 75% возврата тепла.

ТЕПЛО СОХРАНЯЮТ СТЕНЫ И ОКНА

В принципе, стену пассивного дома (не говоря уже о просто теплом) можно возводить практически из любого из популярных строительных материалов и по любой из технологий. Лишь бы в итоге выйти на искомые показатели коэффициента теплопередачи. Даже незатейливый бетон можно потом утеплить в более чем достаточной степени.

МАТЕРИАЛ. При этом у каждого из специалистов могут быть свои предпочтения. Андрей Бобровицкий, например, рекомендует внешние стены делать из соломы. Или возводить деревянный каркас, который потом утеплять камышом. Но при этом внутри здания должны быть массивные перегородки из красного кирпича или, еще лучше, самана - легкие стены тепла не накапливают.

Из этих же соображений, чтобы сделать дом термически инертным (без склонности к постоянным перепадам температуры), Татьяна Эрнст рекомендует возводить внешние стены из обыкновенного красного кирпича с дальнейшим их внешним утеплением. В домах же на каркасе она видит тот недостаток, что в них сложнее обеспечить требуемый уровень герметичности. Дерево же, по ее мнению, слишком "живой" материал, склонный к расширению и сжатию в разные времена года, а также растрескиванию.

В Европе помимо каркасных технологий широко используются поризованные (пористые) керамические блоки, термоблоки (с дальнейшей заливкой бетоном), газобетон и пенобетон. Эти материалы серьезно потеснили позиции традиционного кирпича.

СВЕТ. Окна могут быть не только средством освещения, но и эффективным отопительным прибором. В пассивном доме используется принцип, который можно попытаться взять на вооружение и в "обычном" строительстве: зимой окно должно приносить больше энергии, чем будет теряться через него. Для этого оно должно быть направлено навстречу солнцу (на юг), максимально пропускать его свет и минимально выпускать тепло наружу. При этом не стоит увлекаться окнами на солнечной летом стороне (восток, запад), чтобы не перегревать здание в жару. Окна должны быть с энергосберегающим напылением на стеклах, двухкамерными, с заполнением межстекольного пространства инертным газом. Впрочем, все это уже используется и в обычных домах. Практику установки окон в пассивных домах от традиционных отличает то, что их монтируют не в капитальной стене, а выдвигают в зону внешнего утепления. Это предотвращает появление мостиков холода в местах "встречи" окна и стены. Еще одна полезная мера - установка жалюзи или роллет.

ЧЕМ ВЫРАБОТАТЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

Но даже если нам удастся построить дом, обогреваемый только теплом наших сердец, без электроэнергии все равно не обойтись. Надо понимать, что если есть возможность подключиться к центральной сети электроснабжения, то так и следует поступить. "Уже есть реализованные проекты полностью автономных домов. Но гораздо дешевле пользоваться классическими видами энергии. Особенно электрической, - предупреждает коммерческий директор компании "Гравицаппа" Борис Микелюк. - Пока что солнечные панели не могут быть альтернативой центральным сетям".

АВТОНОМИЯ . Классический вариант автономии - домашняя солнечная электростанция в содружестве с ветрогенератором. "Как правило, солнце и ветер взаимозаменяемы, - говорит Борис Микелюк. - Когда тепло - безветренно и солнечно. Когда холодно и нет солнца - обычно еще и ветрено". Если ограничиться скромным потреблением 3 кВт, то систему на солнечных батареях можно выстроить за $6 тыс. Еще $3,5 тыс. уйдет на ветрогенератор мощностью 2 кВт (аккумуляторы у нас уже есть в "солнечной" системе).

Если увеличить мощность солнечной станции до 5 кВт, то система подорожает до $10 тыс. Зимой она будет вырабатывать до 200 кВт/ч, летом - до 650 кВт/ч в месяц. Еще примерно $9 тыс. придется отдать за систему с ветрогенератором.

Однако неизбежно будут дни и без солнца, и без ветра. И резервный источник электроэнергии - бензиновый, дизельный или газовый электрогенератор мощностью 5 кВт - обойдется еще примерно в $600.

КАК ОБОГРЕТЬСЯ И ОХЛАДИТЬСЯ

Рассмотрим, как организовано отопление и горячее водоснабжение первого в Украине официально зарегистрированного "пассивного" дома (с внушительной полезной площадью 328,2 м2). Солнечные коллекторы, установленные под наклоном 45 градусов на южной стороне крыши, нагревают размещенный ниже уровня грунта бак-аккумулятор емкостью 1 тыс. л. А когда мощности солнечных коллекторов не хватает (например, зимой), им на помощь приходит тепловой насос мощностью 3-15 кВт.

Пассивный дом более скромных размеров (150 м2) может обойтись тепловым насосом мощностью 8 кВт. А если взять насос 10 кВт (с установкой под ключ потянет на $8 тыс.), то его хватит с запасом и без установки солнечных коллекторов ($2-4 тыс.).

Но упомянутый "пассивный дом" подключен к централизованной электросети. А для полностью автономного жилища может возникнуть ситуация, когда в пасмурную безветренную погоду придется отапливаться за счет работы бензогенератора. Выходом может быть установка твердотопливного котла. "Система гелиоколлекторов и котел - хороший тандем, - считает Борис Микелюк. - Коллекторы решают вопрос горячего водоснабжения в теплый период, когда гонять котел нет смысла".

ОХЛАЖДЕНИЕ. Тепловой насос может работать и на охлаждение. "Если это предусмотреть при проектировании, из земли можно напрямую подавать в "теплые стены" воду температурой 10-12 град. Еще вариант - установить внутренний блок кондиционера и подводить к нему холодный теплоноситель из земли. Работа насоса и вентилятора потребляет в 20-25 раз меньше энергии, чем обычный кондиционер", - рассказывает Кирилл Ставничий.

ИСПОЛЬЗУЯ "ЗЕЛЕНЫЙ ТАРИФ"

Даже если вы подключаете дом к централизованной сети электроснабжения, задумайтесь об установке солнечной электростанции - хотя бы ради заработка на "зеленых тарифах". "Вы покупаете электроэнергию по 57 коп./кВт*ч. А если генерируете больше, чем потребляете, то вам платят по 5,50 грн/кВт*ч. Например, в зимний месяц вы потребили 400 кВт*ч, а сгенерировали 100. Вы заплатите облэнерго за 300 кВт*ч по тарифу 57 коп. А летом станция сможет сгенерировать за месяц 500 кВт*ч, а вы потратите только 100. За каждый из 400 кВт*ч вам заплатят по 5,50 грн. Так за весну-осень продающему энергию денег должно приходить больше, чем требуется на его нужды", - рассказывает директор ООО "Цетус" Кирилл Ставничий.

ВЕНТИЛЯЦИЯ БЕЗ ПОТЕРЬ

У нас много энергозатратных привычек. Одна из них - проветривать помещение через форточку. В холодное время года это фактически выброс наружу драгоценного тепла и запускание холода. От пассивного дома не зря требуется высокая степень герметичности, чтобы не сквозило из щелей и не тратилась зря энергия. А обновление воздуха происходит с помощью системы контролируемо-принудительного энергосберегающего воздухообмена.

В первом украинском пассивном доме это работает следующим образом. Отработанный воздух температурой примерно +20 °С вытягивается из-под потолка каждого помещения - там он является носителем бесполезного, то есть уже никак не используемого тепла. Далее он подается в рекуператор, расположенный в самом низу здания. Холодный воздух затягивается с улицы и сначала проходит по грунтовому теплообменнику, заложенному на глубине не менее 2 м. Так он подогревается примерно до +5°С, после чего тоже попадает в рекуператор. Там теплый и холодный воздух обмениваются теплом через разделяющую их металлическую перегородку. В результате в дом возвращается до 90% тепла, содержащегося в отработанном воздухе, а свежий при температуре +17 °С подается в помещения.

При жаркой погоде все происходит наоборот - горячий внешний воздух охлаждается в теплообменнике и рекуператоре (поскольку внутри прохладнее, чем снаружи). Это в сочетании с "холодными" стенами снимает потребность в использовании для охлаждения кондиционеров.