Экодом нулевого энергопотребления

Экодом нулевого энергопотребления: реальный шаг к устойчивому развитию

Идея строительства домов с низким и даже нулевым потреблением энергии не нова: в Европе счёт таким домам идёт уже на тысячи, первый дом появился в Швеции два десятилетия назад, затем „процесс пошёл" в Германии. Меня эта идея впервые посетила около 30 лет назад, когда я принимал участие в моделировании и разработке систем жизнеобеспечения космических станций Салют и Мир. Мысль, которая не давала тогда покоя: мы строим независимое от сетей жилище в Космосе, но на Земле это сделать гораздо проще и дешевле. Наши города и жилища преобразились бы, экология бы улучшилась, затратное коммунальное хозяйство можно было бы ограничить функцией уборки территории.

Второй раз я задумался о этой типологии жилища в конце 80-х, когда принимал участие в разработке систем энергообеспечения домов для чернобыльцев, будучи сотрудником Института тепло- и массообмена НАН РБ: дома строились в чистом поле, инфраструктуры - кроме электросетей - не было, приходилось отапливать посёлки относительно дешёвым „ночным" электричеством, создавать суточные высокотемпературные теплоаккумуляторы, это вызывало экологические проблемы, а проблем со здоровьем у переселенцев и так хватало.

Чуть позже появилась немецкая концепция „энергопассивного дома" и дома „нулевого энгергопотребления", разработанная доктором Фейстом из Фрайбурга - она очень проста:

• суммарный коэффициент сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций должен быть (для условий Центральной Европы, градусо-сутки отопительного сезона -2,5 тысячи) не менее 10 (наш СниП рекомендует не менее 2,5 для наших условий: градусо-сутки отопительного сезона 4,2 тысячи, - понятно что при этом энергозатраты на отопление составят у нас в лучшем случае 120 кВтчас кв. м в год);
• использование пассивной солнечной архитектуры (окна - на юг, но с соответствующей защитой от летнего перегрева);

• рекуперация тепла при вентиляции с кпд около 0.7, т.е. примерно 70% тепла выходящего через систему вентиляции воздуха передаётся холодному входящему воздуху;

• канал в грунте ниже линии промерзания для естественного подогрева входящего извне в дом воздуха грунтом зимой и охлаждения летом.

Построить дом по такой концепции не сложно, условная классификация домов при этом по энергозатратам следующая: если затраты на обогрев помещений в год составляют менее:

• 90 кВтчас на кв.м - дом энергоэффективный;
• 45 кВтчас на кв.м - энергопассивный;
• 15 кВтчас на кв.м - нулевого энергопотребления („на отопление ничего не тратиться", но требуется энергия для подготовки горячей воды, помещение прогревается солнечной энергией, а также выделяемой при приготовлении пищи, работе бытовых приборов и самим человеком);
• менее 0 - „Энержи плюс" дом (русского эквивалента термина, определяющего дом, производящий энергии больше, чем ему надо (с возможностью поставки избытка энергии, например, электрической, в центральную сеть на коммерческой основе) пока не существует, как, впрочем, и условий для развития

Экономические расчёты показывают - даже при половине европейской цены никакое перекрестное субсидирование коммунальному хозяйству уже не поможет, поэтому понятна суть российской коммунальной реформы - государство отбрасывает от себя ЖКХ, состояние которого в большинстве населённых пунктов как минимум оставляет желать лучшего. Как в этих условиях будет выживать население в городах - одному Богу известно...

Однако не всё так просто с домами низкого энергопотребления - пообщавшись с жителями таких домов в Германии я понял, что существует большая экологическая проблема качества воздуха в таких домах (вентиляция, „поддушенная" рекуперацией и необходимостью экономить, не всегда обеспечивает хорошее качество воздуха, особенно если используются ненатуральные строительные материалы и особенно утеплители). Эта большая экологическая проблема касается не только энергоэффективных домов, и она заслуживает того, чтобы рассмотреть её подробно.

Будучи членом и экспертом рабочей группы Восток-Запад фракции красно-зелёных Европарламента, я достаточно хорошо знаю причины введения в силу с 1 июля 2008г Европарламентом нового законодательства в области обращения химических веществ (в том числе используемых в строительстве) - REACH . Суть его в следующем: всем участникам рынка даётся год на выяснение опасности для здоровья того, что они производят и продают. Если опасность есть - ещё 5 лет на закрытие/перепрофилирование производства или замену производимых веществ экологически безопасными. Введение этого законодательства инициировали результаты закрытого исследования состояния здоровья подрастающего поколения европейцев, вызывающего большие опасения специалистов. После многочисленных дебатов и дополнительных исследований эксперты сошлись на том, что основная проблема -качество воздуха искусственно созданной среды, в которой современный урбанизированный европеец проводит 23 часа в сутки (дом - машина - офис). В настоящее время в воздухе помещений индицируется около 4000 вредных для человека веществ, ПДК в Европе и США разработаны примерно на 2000, медики оперативно могут измерить 60 (для сравнения - у нас разработаны ПДК для 600 вредностей и только для рабочих зон, оперативно измерить медики могут не более 10). К чему это приводит - понятно: экологическое качество искусственно созданной среды практически никто не контролирует, и частенько возникают любопытные ситуации: все строительные материалы имеют гигиенические сертификаты, а жить (точнее, выжить) в новом доме, построенном из этих материалов, сложно (например, московский скандал с многоэтажками в Останкино - практически новые дома пришлось разбирать после аномально многочисленных случаев появления детей с врождёнными уродствами). Слишком много пластика, особенно ПВХ, синтетических смол, композитов и т.п. в современном жилище и офисе. Проблема требует решения и возможны два пути - „контролировать дьявола", что сейчас пытается сделать Европарламент, либо не иметь с ним ничего общего, т.е. использовать природные экологически чистые местные материалы в строительстве. Какой путь более приемлем - каждый решает сам, но наша концепция дома нулевого энергопотребления базируется на немецких расчётах, и втором пути - деревянный каркас, солома или тростник как утеплитель и кровельный материал, альтернативная энергетика (почти всё, что нам нужно, производит белорусская фирма „Электрет"), создание пермакультурных систем утилизации отходов „экодом - участок - единое целое" с повышением плодородия приусадебных участков и т, д. Именно за разработку и внедрение в жизнь этой концепции при строительстве жилья для чернобыльцев в 2000 г . в Австрии нам вручили приз Международной премии Energy Globe в номинации „Жилище".

Хотя первый экодом из соломы появился в Беларуси в 1996г, а первый наш проект экодома нулевого энергопотребления прошёл госэкспертизу ещё в 1997г., построен первый экодом нулевого энергопотребления только сейчас в Беларучах под Минском - частным образом. Предыдущий проект так и не был реализован, несмотря на поддержку Минстройархитектуры - официального отказа не поступило, но в приватной беседе с заместителем тогдашнего градоначальника была озвучена мысль, что не гоже показывать населению, что можно жить в городе и не платить за сети, даже если ты ими не пользуешься.

Поэтому первый экодом нулевого энергопотребления в Беларуси построен за городом. Он выполнен по собственному проекту с учётом принципов фен-шуй и древнерусской системы пропорциони-рования „Всемер", идущей от параметров человека, а не искусственного эталона размером 1 метр , имеет ветряк (400 Вт), фотоэлектрические панели (300 Вт), солнечный водогрейный коллектор (2х2 кв.м), систему аккумулирования электроэнергии на щелочном аккумуляторе и резервный полуторакиловатный генератор. По материалам и оборудованию мы уложились в 10000 долларов (примерно столько же стоит разрешение на подключение коттеджа к электросетям в Подмосковье). Экодом общей площадью 72 кв.м был начат в августе, закончен в декабре, обошёлся в половину стоимости однокомнатной квартиры, хотя уровень комфорта и потребительские качества такого экодома несравненно выше (например, русская баня внутри, натуральная глиняная штукатурка внутри и снаружи, камин и высокоэффективная печь с низкой лежанкой, встроенная мебель из массива дуба, ольхи и сосны и т.д. ) Экодом полностью отвязан от центральных сетей, потребляет менее 20 кВтчас в год на кв.м и во многом подобен орбитальной станции - за свет, воду и канализацию платить не надо, надо просто разумно пользоваться естественными материальными и энергетическими потоками, не ухудшая, а улучшая состояние окружающей среды в процессе своей жизнедеятельности. Поэтому при его строительстве максимально использовались вторичные строительные материалы: кирпич с разрушенной фермы в соседней деревне, бутылки со свалки для кольцевого энергоэффективного фундамента шириной 0,5 м , стены были выполнены из отходов сельхозпроизводства -тюкованной соломы, крыша будет утеплена тростником с ближайшего озера, глина на штукатурку взята при рытье погреба рядом с домом, даже старая чугунная ванна нашла себе эффективное применение: из 1/3 сделан классический чугунный камин, а 2/3 пошло на практически вечную и бесплатную каменку в бане (каменки, которые можно купить на строй рынках за 500-1000 у.е. выполняются из листового железа толщиной 2,5- 4 мм , - недолгий срок их службы хорошо известен заядлым парильщикам).

Суммарные удельные затраты энергии на строительство такого экодома по сравнению с традиционным строительством из кирпича и газосиликата ниже во много десятков и даже сотен раз - как за счёт практически отсутствия обжиговых материалов, так и за счёт не использования при строительстве тяжёлой техники, кранов и т.п. (это же позволяет свести к минимуму затраты как на строительство, так и на озеленение и благоустройство -при таком строительстве не повреждается даже естественный газон вокруг экодома). Наконец, такой экодом является полностью „нулевым" по выбросам СО 2 (т.к. таковым является использование древесного топлива по международной классификации - но дров в таком экодоме на отопление и подготовку горячей воды тратиться в 5-6 раз меньше, чем в обычном). Да и после своей „смерти" через сто и более лет такой экодом не вызывает проблем - его составляющие возвращаются в естественный оборот органики и минеральных веществ.