บ้านประหยัดพลังงาน บ้าน Passive: การออกแบบการก่อสร้างและคุณสมบัติ

บ้าน passive เป็นมาตรฐานของการประหยัดพลังงานในการก่อสร้างซึ่งช่วยให้ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุดรักษาความสะดวกสบายในการเข้าพัก การใช้พลังงานความร้อนมีขนาดเล็กมากจนไม่จำเป็นต้องติดตั้งระบบทำความร้อนแยกต่างหากหรือใช้พลังงานและขนาดของมันมีขนาดเล็ก

มาตรฐานประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

การใช้พลังงานสำหรับความร้อนในบ้านไม่เกิน 15 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อหน่วย การใช้พลังงานสำหรับเครื่องทำความร้อนน้ำประปาและแหล่งจ่ายไฟของ บ้านที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ไม่เกิน 120 kWh ต่อหน่วยพื้นที่

ถ้าเราเปรียบเทียบตัวเลขการใช้พลังงานเพื่อให้ความร้อนในประเทศเยอรมนีซึ่งได้รับการควบคุมโดยคำจำกัดความด้านความร้อนและการประหยัดพลังงานในปี พ.ศ. 2545 (WSCHVO และ EnEV 2002) มีแนวโน้มลดลงโดยตรงเพื่อลดความต้องการในการทำความร้อนของอาคาร ข้อบังคับ EnEV ฉบับล่าสุดที่กำหนดเรื่องการป้องกันความร้อนในประเทศเยอรมนีได้กำหนดบรรทัดฐานการใช้พลังงานประจำปีเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านเรือนใหม่และที่มีสุขาภิบาลตั้งแต่ 30 ถึง 70 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อหน่วย

สำหรับการเปรียบเทียบในสหพันธรัฐรัสเซียบรรทัดฐานของการใช้พลังงานประจำปีสำหรับเครื่องทำความร้อนสำหรับมอสโกคือ 95 ถึง 195 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อหน่วยพื้นที่ อัตราการไหลที่เกิดขึ้นจริงเกินกว่าเกณฑ์เหล่านี้หลายครั้ง

ข้อดีของบ้านประหยัดพลังงาน

Ecohouse มีข้อดีดังนี้:

• ความสะดวกสบาย มีระบบการระบายอากาศที่สะอาดและสดชื่นอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา บ้านแฝงในเวลาเดียวกันได้รับความสมดุลของอุณหภูมิห้อง
• การประหยัดพลังงาน ถ้าเราเปรียบเทียบอาคารธรรมดาและบ้าน passive หลังหลังแตกต่างกันไปกว่าการลดความร้อนในการใช้ความร้อนได้มากกว่าสิบเท่าสำหรับความต้องการในการทำความร้อน
• ประโยชน์ต่อสุขภาพ เมื่อบ้านเป็นแบบพาสซีฟตลอดทั้งปีที่พักอาศัยทั้งหมดจะถูกจัดส่งอย่างต่อเนื่องกับอากาศบริสุทธิ์ไม่มีร่างไม่มีความชื้นสูงและไม่มีแม่พิมพ์
• เศรษฐกิจ ถ้าบ้านเป็นแบบพาสซีฟค่าใช้จ่ายในการดำเนินการจัดหาพลังงานยังคงอยู่ในระดับต่ำแม้จะมีการเพิ่มขึ้นของค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน
• ดูแลสิ่งแวดล้อม เมื่อบ้านเป็นแบบพาสซีฟการใช้เทคโนโลยีที่ประหยัดพลังงานเพิ่มระดับการปกป้องสิ่งแวดล้อม

สมดุลพลังงาน

หนึ่งในลักษณะของบ้านประหยัดพลังงานคือความสมดุลระหว่างพลังงานระหว่างการระบายอากาศหรือการสูญเสียความร้อนจากการส่งผ่านและการรับพลังงานแสงอาทิตย์กับแหล่งความร้อนภายในและความร้อน เพื่อความสมดุลส่วนประกอบต่างๆเช่นการฉนวนกันความร้อนที่ดีที่สุดของปริมาตรที่ความร้อนความเป็นปึกแผ่นของอาคารการใช้พลังงานความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์แบบพาสซีฟโดยการวางหน้าต่างทางทิศตะวันออกให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้คือ 2/5 ของพื้นที่อาคาร นอกจากนี้ยังจำเป็นที่จะต้องใช้เครื่องใช้ในครัวเรือนที่มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานสูง นอกจากนี้ยังเสนอให้ทำน้ำร้อนโดยใช้ปั๊มความร้อนหรือเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์เครื่องทำความร้อนแบบพาสซีฟโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพื้นดิน ในความเป็นจริงบ้านแบบพาสซีฟเหมาะเป็นบ้านเทอร์โมโดยไม่ต้องทำความร้อน

บ้าน Passive: เทคโนโลยี

ผลลัพธ์นี้เป็นอย่างไร? มาตรฐานของบ้าน passive ถือว่าทำงานในห้าทิศทาง:

• ฉนวนกันความร้อน ฉนวนของพื้นที่ภายนอกโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นมุมก้นและจุดเชื่อมต่อและทางแยกจะต้องมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนน้อยกว่า 0.15 W / m ² · K.
• ไม่มีสะพานความร้อน เป็นที่พึงปรารถนาที่จะหลีกเลี่ยงการผนวกที่นำความร้อน โปรแกรมพิเศษสำหรับการคำนวณเขตข้อมูลอุณหภูมิจะช่วยในการระบุและวิเคราะห์สถานที่ที่ไม่เหมาะสมของโครงสร้างรั้วด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพที่ตามมา
• ได้รับการรับรองสำหรับหน้าต่างที่มีประสิทธิภาพเชิงนิเวศบ้านที่มีประสิทธิภาพ หน้าต่างคู่เคลือบต่ำที่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่ำสองชั้นเต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อยเหมาะสำหรับบ้านดังกล่าว การติดตั้งโครงสร้างหน้าต่างที่มีคุณสมบัติเหมาะสม
• การระบายอากาศด้วยกลไกการกู้คืนความร้อน (อย่างน้อย 75%) และเปลือกด้านในที่ปิดสนิท การระบุและการกำจัดจุดรั่วไหลโดยการทดสอบแบบอัตโนมัติสำหรับการซึมผ่านของอากาศภายในอาคาร ระบายอากาศที่สะดวกสบายควบคุมโดยผู้ใช้ การติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพื้นดิน

กลายเป็นในรัสเซีย

ในยุโรปมาตรฐานอาคารของบ้านแฝงถูกนำมาใช้อย่างหนาแน่นและในสหพันธรัฐรัสเซียการออกแบบและการก่อสร้างอาคารประหยัดพลังงานเป็นเพียงขั้นตอนของการก่อตัว

ไม่มีบ้านที่ตอบสนองความต้องการของมาตรฐานประสิทธิภาพการใช้พลังงาน แต่มีอาคารที่ใกล้เคียงกับมาตรฐานนี้แล้ว พวกเขารวบรวมหลักการองค์ประกอบวิธีการคำนวณบ้านพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ด้วยการอ้างอิงถึงสหพันธรัฐรัสเซียได้มีการจัดโครงสร้างของการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ:

• บ้าน Passive - เครื่องทำความร้อนกินน้อยกว่า 15, การใช้พลังงานรวมต่อปีไม่เกิน 120 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อหน่วยพื้นที่;
• บ้านที่มีการใช้พลังงานต่ำมาก - การใช้พลังงานประจำปีสำหรับความต้องการในการทำความร้อนคือ 16-35 และการใช้พลังงานรวมต่อปีต่ำกว่า 180 kWh ต่อหน่วยพื้นที่
• บ้านที่มีการใช้พลังงานต่ำ - อาคารที่มีการใช้พลังงานเป็นประจำทุกปีสำหรับความต้องการในการทำความร้อน - 36-50 และการใช้พลังงานรวมทุกปี - น้อยกว่า 260 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อหน่วย

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนา

กลางทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ยี่สิบถูกทำเครื่องหมายโดยการก่อตั้งในเมือง Darmstadt ประเทศเยอรมนีของ "Passive House" ห้างหุ้นส่วน สถาปนิก Westermauer และ Bott-Ridder ภายใต้การดูแลของ Wolfgang Feist ได้ออกแบบบ้านสี่หลังซึ่งเป็นบ้านต้นแบบของบ้านหลังที่ประหยัดพลังงานทั้งหมด บ้านพาสซีฟถูกสร้างขึ้นในปีพ. ศ. 2534 ด้วยการมีส่วนร่วมของรัฐบาลเฮสส์ ปริมาณการใช้งานประจำปีของอาคารสำหรับความต้องการในการทำความร้อนมีค่าน้อยกว่า 1 ลิตรต่อหน่วย

คุณสมบัติการออกแบบ

การออกแบบบ้านแบบพาสซีฟเสร็จสิ้นด้วยโซลูชันการออกแบบต่อไปนี้

ผนังภายนอกทำจากอิฐซิลิเกทที่มีความหนา 175 มิลลิเมตรหุ้มด้วยฉนวนโพลีสไตรีนที่มีความหนา 275 มิลลิเมตรภายในทำด้วยปูนปลาสเตอร์ยิปซั่มหนา 15 มิลลิเมตรและวอลล์เปเปอร์สามชั้นตามด้วยภาพวาด

หลังคาถูกปกคลุมด้วยซากพืชชั้นกรองความหนาของแผ่นไม้อัด 50 มม. เสริมด้วยคานไม้ฉนวนด้วยฟิล์มพลาสติกหุ้มฉนวนด้วยชั้นของขนแร่ 445 มม. หนาพร้อมโปสเตอร์และวอลล์เปเปอร์สามชั้นตามด้วยภาพวาด

ซ้อนทับกันของห้องใต้ดิน 160 มม. ของคอนกรีตเสริมเหล็กฉนวนด้วยแผ่นสไตรีนขนาด 250 มม. ฉนวนป้องกันเสียงรบกวน 40 มม. การฉาบด้วยซีเมนต์ขนาด 50 มม. และพื้นปาร์เก้ได้ถึง 15 มม.

หน้าต่างที่มีแว่นตาสามชั้นระบบเคลือบผิวต่ำแบบทวิภาคีห้องที่เต็มไปด้วยคริปทอน กรอบไม้ที่มีฉนวนกันความร้อนโพลียูรีเทน

การกู้คืนความร้อนจะเกิดขึ้นจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ counter-current ในห้องใต้ดิน เป็นครั้งแรกที่ใช้มอเตอร์กระแสตรงที่มีการสลับอิเล็กทรอนิกส์

แหล่งจ่ายน้ำร้อนจัดโดยผู้ สะสมสูญญากาศ ด้วยพื้นที่ราบ 5.3 ตารางเมตร เมตร (66% ของความต้องการน้ำร้อนในประเทศ) และ หม้อไอน้ำที่ มีผนังขนาดกะทัดรัดติดตั้งด้วยก๊าซธรรมชาติ ระบบท่อส่งน้ำของระบบ DHW วางอยู่ในชั้นฉนวนความร้อนและฉนวนกันความร้อนได้ดี

ควบคุมการวัด

เมื่อเสร็จสิ้นการก่อสร้างและส่งมอบของอาคารวัดควบคุมการไหลของอากาศการทดสอบความดันอุณหภูมิ 24 ชั่วโมงและการวัดการใช้พลังงาน พวกเขายืนยันความสำเร็จของเป้าหมาย

การบริโภค ความ ร้อนในปี 2534-2535 คือ 19.8 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อหน่วยพื้นที่คิดเป็นร้อยละ 8 ของการบริโภคอพาร์ทเมนท์ในอาคารทั่วไป ในปี 2535-2536 การบริโภคต่อปีลดลงเป็น 11.8 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อหน่วยพื้นที่ (5.5% ของการบริโภคอพาร์ทเมนต์ที่นำมาเปรียบเทียบ) ต่อมาการบริโภคลดลงเหลือน้อยกว่า 10 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อหน่วยต่อปี

ตัวชี้วัดมีขนาดเล็กมากจนผู้เชี่ยวชาญได้ตีความหมายเหล่านี้มาเป็นเวลานาน ลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานลงอย่างมากซึ่งคิดเป็น 90% โดยใช้เครื่องใช้ในครัวเรือนที่มีประสิทธิภาพสูง

ประสบการณ์เยอรมันถูกยืมโดยสถาปนิกชาวฟินแลนด์และสถาปนิกจากประเทศในยุโรปอื่น ๆ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมามีบ้านพักเชิงนิเวศแบบพาสซีฟมากกว่า 40,000 แห่งทั่วโลก

บ้าน Passive: การก่อสร้างในรัสเซีย

ในสหพันธรัฐรัสเซียในกรุงมอสโกเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก Nizhny Novgorod และ Yekaterinburg วัตถุหลายอย่างกำลังถูกสร้างขึ้นหรือใช้มาตรฐานพื้นฐานที่สร้างบ้านแบบพาสซีฟ โครงการบางโครงการจะได้รับการพิจารณาเพิ่มเติม

โครงการในภูมิภาคมอสโก

ในบรรดาโครงการของอาคารส่วนบุคคลที่มีการใช้พลังงานต่ำสามารถแยกแยะ "Active House" ในเขตกรุงมอสโกได้ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานความร้อน

บ้านที่ใช้งานอยู่เป็นโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานที่แตกต่างกัน แต่ด้วยความสะดวกสบายที่ยอดเยี่ยมด้วยความช่วยเหลือของการจัดการ microclimate อัตโนมัติที่บ้านโดยระบบ "สมาร์ทเฮ้าส์" โดยใช้แหล่งพลังงานทดแทนและความบริสุทธิ์ของระบบนิเวศน์

โครงการนี้แล้วเสร็จในปี 2554 เป็นอาคารสูง 5 ชั้นมีพื้นที่ 229 ตารางเมตรมี 2 ชั้นโครงสร้างทำจากไม้แผ่นฉนวนแผ่นใยแร่ ISOVER แผ่นหลังคา VELUX ความหนาของโครงสร้างรั้วภายนอก 550-650 มม. ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของหลังคาและผนัง 12 ชั้น 14 (ม. ²⁾ ° C) / W. อัตราแลกเปลี่ยนอากาศ 0.4 เท่าต่อชั่วโมง การใช้พลังงานสำหรับการทำความร้อนเพียงอย่างเดียวสำหรับปีคือ 38 และการใช้พลังงานรวมคือ 110 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อหน่วยต่อปี

โครงการใน Nizhny Novgorod

อีกตัวอย่างหนึ่งของโครงการที่มีการใช้ความร้อนต่ำมากสำหรับความต้องการในการทำความร้อนคือบ้านพักนิเวศน์ใกล้ Nizhny Novgorod เสร็จสมบูรณ์ในปี 2012

อาคารสูง 2 ชั้นเนื้อที่ 141 ตร.ม. มิเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับสี่คนเป็นโครงสร้างในรูปแบบของกรอบไม้หุ้มฉนวนด้วยแผ่นขนสัตว์ ISOVER มีหน้าต่าง REHAU GENEO มีแว่นสามดวงทนต่อการถ่ายเทความร้อนของผนัง 8,7 หลังคา 12,8 ชั้น 8,9 ม. ·° C / W. ใช้เครื่องช่วยหายใจ Zehnder ที่มีประสิทธิภาพการกู้คืน 84% และอัตราแลกเปลี่ยนอากาศ 0.3 ครั้งต่อชั่วโมง การใช้พลังงานประจำปีสำหรับความต้องการในการทำความร้อนคือ 33 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อหน่วย

ที่อยู่อาศัยแย่ - ศัตรูของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ตั้งแต่เริ่มต้นความคิดของ ecohouse แบบพาสซีฟสันนิษฐานว่าค่าใช้จ่ายของบ้านดังกล่าวจะเท่ากับหรือเล็กน้อยราคาแพงกว่าค่าใช้จ่ายของบ้านสามัญ ความหมายของแนวคิดคือความเลวร้ายของการก่อสร้างเช่นอัตราส่วนที่ดีที่สุดของราคาที่มีคุณภาพและการคืนทุนอย่างรวดเร็วของค่าใช้จ่าย

เป้าหมายหลักและปัญหาคือการทำให้เท่ากันค่าใช้จ่ายในการสร้างโครงสร้างดังกล่าวในสหพันธรัฐรัสเซียและการก่อสร้างบ้านแบบเดิม การกำจัดบ้านประหยัดพลังงานจากชนชั้นนำไปสู่ภาคอุตสาหกรรมมวลชนจะไม่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว นี้จะต้องนอกเหนือจากการฝึกอบรมสถาปนิกเช่นเดียวกับความพร้อมของระดับความสามารถที่จำเป็นของผู้สร้างการใช้วัสดุก่อสร้างที่มีคุณภาพสูงและระดับเทคโนโลยีอุปกรณ์และวัสดุที่มีลักษณะพิเศษ

ภาคการก่อสร้างของรัสเซียต้องการลดต้นทุนของการเคหะเนื่องจากการใช้วัสดุก่อสร้างที่มีคุณภาพต่ำและการใช้แรงงานที่มีทักษะต่ำ ตราบเท่าที่การตั้งค่าดังกล่าวยังคงอยู่การเปลี่ยนแปลงไปสู่การใช้พลังงานสูงที่มีประสิทธิภาพการก่อสร้างที่อยู่อาศัยของมวลมีลักษณะที่ไม่สมจริง

มุมมองในรัสเซีย

การวางแผนการลดการใช้พลังงานลง 40% ภายในปี 2563 มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยลดภาวะโลกร้อนในด้านเทคโนโลยีการประหยัดพลังงาน อัตรา ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อน จะเพิ่มขึ้นจาก 0.52 ถึง 0.8 เมตร ² ·° C / W และหลังจาก - ไป 1.0 การใช้การกู้คืนในระบบระบายอากาศจะเป็นข้อบังคับ ในเวลานี้มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะปรับตัวและใช้ประสบการณ์จากต่างประเทศ ภายในปี 2563 คาดว่าจะมีการก่อสร้างบ้านพาสซีฟหลายสิบหลายแห่ง เมื่อถึงเวลาดังกล่าวได้มีการสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นขึ้นแล้วธนาคารจะพัฒนาระบบการให้กู้ยืมพิเศษนักออกแบบนักพัฒนาซอฟต์แวร์และผู้สร้างจะสามารถควบคุมเทคโนโลยีใหม่ ๆ ได้ นี้จะสร้างตลาดและความต้องการที่มั่นคงของผู้บริโภค