Ни киловатта на ветер

Думаете, речь идет о далеком и почти фантастическом будущем? Отнюдь... Мы расскажем об одном из достижений нынешнего времени – энергоэффективных сооружениях, которые с полным правом можно назвать «рукотворным чудом современности».

 

Секреты энергоэффективной архитектуры
Вот уже несколько десятилетий во всем мире возводят небоскребы, торговые центры, жилые кварталы и отдельно взятые частные дома, которые практически не используют (а то и вовсе не используют!) традиционные коммунальные блага цивилизации. Энергоэффективные здания могут отапливаться с помощью солнечной энергии, хорошая теплоизоляция позволяет пускать в дело тепло, которое вырабатывают электроприборы и даже люди, «обогревающие» своим дыханием воздух, а дождевая вода заменяет водопроводную. Наличие окон на южных стенах зданий и их отсутствие на северных, особые стеклопакеты, а главное, качественная теплоизоляция помогают свести затраты на содержание таких строений к минимуму.
С каждым годом популярность энергоэффективной архитектуры растет. У собственников зданий могут быть совершенно разные причины вкладывать деньги в их энергоэффективность: кому-то важнее всего экономия, другим – принципиально оставаться независимыми от поставщиков коммунальных услуг, третьим хочется сохранить планету и ее природные ресурсы для будущих поколений.
Чтобы здание стало энергоэффективным, нужно не так уж и много:
– улучшить теплоизоляцию строения;
– использовать энергосберегающие окна с двойным или тройным стеклопакетом;
– герметизировать швы;
– устранить «мостики холода» (участки повышенного теплообмена);
– оснастить вентиляцию системой рекуперации;
– использовать электроприборы с низким потреблением энергии и заставить их работать на создание благоприятного микроклимата помещения.
Наградой станет возможность перейти с традиционного объема потребления энергии в 120 кВт*ч на квадратный метр на заветные 15 кВт*ч. Вот так просто.

 

Кризис заставил экономить
Впервые об энергоэффективности сооружений в Европе заговорили после энергетического кризиса 70-х годов прошлого века. Осознание проблемы и грамотная политика, реализованная рядом европейских государств, довольно быстро дали впечатляющие результаты. Нормы теплозащиты конструкций увеличились в 2-3,5 раза, выросли требования к стройматериалам и инженерным конструкциям, что в свою очередь стало причиной привлечения в отрасль наукоемких технологий и их интенсивного развития. Учитывая, что с каждым годом требования к энергоэффективности строений ужесточаются, продолжается и эволюция девелопмента. Во многом такому успеху способствовали меры стимулирующего характера. Так, в Германии для строителей предусмотрена система субсидирования, а для собственников жилья, решивших усовершенствовать свое строение, существенно снижено налоговое бремя. Аналогичные условия созданы в Швейцарии и Франции, а в США тепло и свет в энергоэффективные здания поставляют по низким тарифам. Параллельно законодательство большинства западных стран регулярно ужесточает не только требования к энергоэффективности новостроек, но и меры ответственности за их несоблюдение.
Как следствие, на вторичном рынке жилья такие дома востребованы больше, чем обычные. А в Англии каждый жилой дом и вовсе должен получить рейтинг энергоэффективности. Без соответствующего сертификата владелец просто не сможет его продать.
Исследования, проведенные в эти годы, показали, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40% тепла, окна – 18%, подвал – 10%, крышу – 18%, вентиляцию – 14%. Поэтому свести теплопотери к минимуму можно только при комплексном подходе к энергосбережению. Но из вышеприведенного процентного соотношения отчетливо видно, что главным способом повышения энергоэффективности является качественная теплоизоляция не только наружных стен, но и полов внутри помещения, крыши, цоколя или подвала.

 

Жемчужины энергоэффективного зодчества
Поскольку после 2000 года применение энергосберегающих технологий при строительстве в Западной Европе, и особенно в скандинавских странах, приобрело массовый характер, то можно говорить о целых жилых районах, являющихся образчиками рационального отношения к природным ресурсам. Однако есть наиболее яркие примеры, о которых стоит рассказать отдельно.
Одним из символов новой датской архитектуры, учитывающей современные требования энергоэффективности, является здание Исследовательского центра компании ROCKWOOL. Впрочем, в 2000 году оно и в мире было признано лучшим с точки зрения сохранения и экономного расходования энергии, о чем свидетельствует приз «Офис 2000 года». Напомним, 2000-й был пиком разговоров о новом тысячелетии, и офис ROCKWOOL стал олицетворением новой эпохи в строительстве. Добиться этого удалось с помощью использования прогрессивных инженерных технологий, исключающих саму возможность существования «мостиков холода». Качественная теплоизоляция вкупе с тройными стеклопакетами и вентиляцией, управляемой компьютером, позволяет зданию аккумулировать естественное тепло и не терять его.
Специалисты расходятся во мнении, где же было построено первое энергоэффективное здание. Одни утверждают, что первый проект начал осуществляться в 1972 году в Манчестере (штат Нью-Хэмпшир, США). Другие настаивают, что это был германский опыт, а разработчиком проекта являлся основатель Института пассивного дома в Дармштадте Вольфганг Фальст. Впрочем, это уже не важно. Важно, что подобных строений в мире уже десятки, если не сотни тысяч. Среди них – EKONO-house в Финляндии и здание Учебного центра по изучению окружающей среды в США. В них используется энергия природных источников и тепло от бытовых приборов. А энергопотери предотвращены с помощью особых архитектурных решений и применения высокоэффективных теплосберегающих материалов.
Самое высокое здание в Европе – Commerzbank во Франкфурте-на-Майне (Германия) – в 1997 году было сдано в эксплуатацию и вошло в список 50-ти высочайших небоскребов мира. Его и сегодня считают одним из ярчайших образцов энергоэффективного строительства. Принципиальное отличие здания – в его естественных освещении и вентиляции. В центре высотки расположен огромный треугольный атриум, который является каналом естественной вентиляции; способствуют наполнению небоскреба свежим воздухом и четырехэтажные сады, ориентированные на четыре стороны света.
Чтобы снизить энергозатраты на климатизацию помещения, проектировщики использовали оригинальный прием: двухслойные светопрозрачные ограждения офисов. Теплоэнергию позволяет экономить теплозащитное остекление с коэффициентом теплопередачи приблизительно 1,4-1,6 Вт/(м2x°С).
Дом, построенный в Чикаго (США), получил название «дом нулевой энергии». В нем использованы солнечные батареи, теплоколлекторы, ветрогенераторы. Расположение помещений и окон продумано таким образом, чтобы ни один солнечный луч не пропал даром. А вот для сохранения естественного тепла разработчики предусмотрели наличие высокоэффективных и долговечных теплоизоляционных материалов в конструкциях стен и перекрытий. Похожим образом устроено здание филиала Британского университета в Китае. В этом уникальном сооружении будущие инженеры и архитекторы будут осваивать азы энергоэффективного строительства. Здание внушительной площадью в 1300 квадратных метров получает энергию при помощи солнечных батарей и ветряных установок.
В Финляндии построен жилой район VIIKKI, занимающий площадь в 1132 га. Он стал экспериментальной площадкой по созданию не только энергосберегающих, но и экологически безопасных домов. К ним предъявлены повышенные требования по теплозащите, а потому использована не только эффективная наружная теплоизоляция, но и осуществлено утепление полов.
Загородная территория площадью более 1000 га была выделена под микрорайон, включающий дома для 13 тысяч жителей, научно-исследовательский центр, библиотеку и парк науки. При разработке проекта учли влияние жизнедеятельности района на экологию окружающей среды, произвели расчеты энергопотребления за ближайшие 50 лет. Застройщики принципиально отказались от источников энергии, загрязняющих природу, увеличили объемы возобновляемых источников энергии, использовали системы утилизации тепла и повторного применения воды. Здания ориентированы на юг, окна расположены так, чтобы максимально улавливать солнечное тепло. Жилые дома оборудованы поквартирными системами теплообменников и естественной вентиляции. Солнечные коллекторы снабжают жителей района горячей водой, а эффективная система теплоизоляции наружных стен и полов позволяет не расходовать понапрасну тепловую энергию.
В Дании, в районе Стенлёсе, что в получасе езды от Копенгагена, тоже есть энергоэффективный поселок, потребляющий менее 35% энергии на отопление. Он строится на территории в 76 гектаров, к 2012 году здесь появится 750 таких домов. Но уже сейчас его считают крупнейшим в Европе энергоэффективным поселением, причем дома в нем по праву можно отнести еще и к экологичным. В поселке официально запрещено использовать окна и двери из ПВХ, а также композитные древесно-стружечные материалы. А вот систему для сбора дождевой воды, которую применяют в хозяйстве, обязан иметь каждый.
Энергоэффективными дома в Стенлёсе делают несколько технологических решений. Основное, оно же первое – мощное утепление. При монтаже фундамента, стен, полов, потолка и крыши кладут качественный, натуральный утеплитель толщиной 300-450 мм для стен и 550-600 мм на кровлю. Окна только теплосберегающие, «мостики холода» не допускаются. Второе по значимости решение – использование теплообменников-рекуператоров, тепловых насосов, которые перерабатывают электроэнергию в тепловую. Плюс сбор дождевой воды, о котором мы уже говорили. Часть домов оснащена солнечными батареями, есть и так называемые пассивные дома, которые за счет мощного утепления и систем рекуперации не нуждаются в отдельных системах отопления.

 

Улучшаем теплоизоляцию – снижаем энергопотребление
В ряде проектов активно участвовали специалисты компании ROCKWOOL. Этот датский производитель современного утеплителя – каменной ваты – реализует активную энергоэффективную политику. При его участии были реконструированы девять жилых домов в Испании. В итоге энергопотребление в них сократилось вдвое: с помощью каменной ваты зимой экономили на отоплении, а в летнюю жару – на охлаждении помещений. Это недорогое социальное жилье, построенное более 30 лет назад, удалось превратить в комфортное и современное. Затраты при этом были минимальными: на треть улучшили теплоизоляцию стен, заменили окна, отремонтировали крышу, а также инженерно-коммуникационные сети. А в результате еще и выбросы CO2 в атмосферу сократились вдвое.
Участие компании ROCKWOOL в реконструкции дома в датском городе Нестведе позволило снизить потребление им энергии на 70%. Совместный с итальянским архитектором проект по строительству энергоэффективного дома в Италии привел к экономии до 90% энергии и летом, и зимой. В Нидерландах, в рамках правительственной программы, ведется строительство трех домов, которые будут в десять раз менее энергоемкими, чем их соседи.

Энергоэффективным может стать и небоскреб, и частный одноэтажный дом, как новый, так и с историей. Сделать здание таковым не столь и трудно, а как – уже хорошо известно. Вложения, уверяют специалисты, окупаются за 7-10 лет. Но, согласитесь, как приятно будет каждый месяц списывать со счетчиков значительно более низкие показатели, чем прежде.

Ольга КОРНЕЕВА