Под небом голубым есть город золотой
С прозрачными воротами и ясною звездой.
А в городе том сад, все травы да цветы,
Гуляют там животные невиданной красы.
«Аквариум», «Город золотой»
Прекрасные дома на зеленой траве под голубым небом. Легкий ветерок подгоняет белые пушистые облака. Солнце золотит листву на деревьях. Красота, гармония, пастораль. Кто-то скажет – утопия, кто-то – идиллия. И те и другие будут неправы. Это абсолютно реальный поселок из «умных» домов, которые благодаря современным технологиям строительства «научились жить» полностью автономно, независимо от традиционных источников энергии. Эти дома спроектированы и построены таким образом, что используют лишь самый минимум энергии, необходимый для успешного функционирования систем обогрева/охлаждения и освещения. И этот минимум «умные» дома получают из возобновляемых источников энергии – солнца, ветра, земли. Такие технологии позволяют существенно снизить вредное воздействие наокружающую среду и сэкономить расходы на обслуживание домов. Технология net Zero Energy Building (nZEВ – дом с нулевым потреблением энергии) стала настоящим технологическим прорывом в строительстве и является сегодня одной из наиболее перспективных. Дом с нулевым потреблением энергии – это здание, которое на протяжении года потребляет столько же энергии, сколько само и производит из возобновляемых источников. В основе технологии nZEВ лежит несколько важных составляющих. Во-первых, это проект здания, который разрабатывается так, чтобы уменьшить потери тепла, максимально использовать естественную вентиляцию и освещенность. Во-вторых, строительные материалы и оборудование, которые позволяют полностью исключить теплопотери и неэффективное использование электроэнергии, солнечного света и воды. И, в-третьих, получение домом энергии из возобновляемых источников. Дом с нулевым потреблением энергии может быть подключен к сети централизованного электроснабжения и поставлять избыточную электроэнергию в сеть либо потреблять ее, если производимого на месте электричества не хватает. В течение года энергия, отданная домом в сеть, уравновешивает энергию, полученную из нее, обеспечивая тем самым нулевое годовое потребление энергии. Хотя при проектировании и строительстве таких домов делается акцент на энергоэффективность и производство энергии за счет возобновляемых источников, это не мешает применению других систем и технологических приспособлений, которые улучшают качество воздуха в помещении, снижают вредные воздействия на окружающую среду, сохраняют природные ресурсы и делают жилища более комфортными. Инновационный подход к управлению инженерными системами дома и электроприборами помогает кардинально уменьшить энергопотребление. Основой такого подхода является система «умный дом», которая объединяет освещение, отопление, охлаждение, электроснабжение и систему безопасности жилища. Это позволяет не только полностью контролировать расход энергии, но и обеспечивать безопасное функционирование всего дома. Система организует экономное использование энергии в соответствии с заданными параметрами, а также позволяет в случае необходимости свести энергопотребление к минимуму, включив спящий режим. С помощью системы «умный дом» можно устанавливать необходимые температуру и влажность, уровень освещенности в помещениях, а в отсутствие людей система в заданном режиме сама поддерживает микроклимат дома.
ПРЕИМУЩЕСТВА ДОМОВ С НУЛЕВЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ
Дома с нулевым потреблением энергии позволяют значительно снизить текущие энергетические затраты и обеспечить гарантированную защиту от роста цен на электроэнергию. Такие дома более надежны – они продолжают функционировать даже при перебоях в поставке электроэнергии, поскольку для выполнения своих основных функций и сохранения тепла им требуется очень незначительное количество энергии. Интегрированные в эти дома системы имеют длительный срок службы. К примеру, фотоэлектрические системы (photovoltaic systems), наиболее часто используемые в домах с нулевым потреблением энергии в Северной Америке, убедительно подтвердили свою 25-летнюю гарантию. Установленные в 1982 году в одном из павильонов парка развлечений Walt Disney World во Флориде, они продолжают эффективно функционировать до сих пор, несмотря на солидный возраст и несколько пережитых ураганов. Использование технологии nZEВ снижает негативное влияние на окружающую среду за счет сокращения связанных с энергетикой выбросов загрязняющих веществ. Дома с нулевым потреблением энергии изначально хорошо продуманы, спланированы и построены, что обеспечивает хозяевам комфортное проживание. Поселки, состоящие из таких домов, более рационально расходуют электроэнергию и воду и используют канализацию. Это позволяет направлять освободившиеся средства на продление срока службы существующих систем и строительство новой инфраструктуры. Ну и наконец, если владелец решит продать такой дом, его рыночная стоимость будет выше стоимости аналогичного дома, который не имеет статуса «нулевого потребления энергии».
ПРОИЗВОДСТВО НЕОБХОДИМОЙ ЭНЕРГИИ
Энергетические потребности дома с нулевым энергопотреблением удовлетворяются за счет возобновляемых источников энергии. Для электроснабжения обычно используются солнечные системы на основе фотоэлектрических модулей, которые хорошо зарекомендовали себя во всем мире. Они могут работать автономно (с использованием аккумуляторных батарей) или соединяться с сетью централизованного электроснабжения, что позволяет им обмениваться между собой энергией, а при отключении сети используются резервные системы. Фотоэлектрические панели, как правило, устанавливают на крыше здания под оптимальным углом наклона с помощью поддерживающей конструкции. Солнечные батареи надежны и не доставляют хлопот в обслуживании. Для выработки электроэнергии также могут использоваться ветрогенераторы. Задача солнечных коллекторов и тепловых насосов – обеспечить горячее водоснабжение и отопление. К сожалению, при реализации концепции дома с нулевым потреблением энергии могут потребоваться существенные первоначальные затраты не только на этапе проектирования и строительства, но и при получении домом соответствующих сертификатов, подтверждающих его статус «нулевого потребления энергии». Кроме того, существует определенный дефицит квалифицированных специалистов в этой области. Сегодня только очень немногие архитекторы, дизайнеры и строители обладают необходимыми навыками и опытом для создания подобных зданий. Разработка проекта должна проводиться в непосредственной привязке к конкретной климатической зоне. Иными словами, использование солнечных панелей, например, эффективно в южных районах с большим количеством солнечных дней, а для зданий, расположенных в северных широтах, по-видимому, больше подойдут ветроустановки. Строительство дома с нулевым потреблением энергии, без сомнения, требует применения современных строительных материалов, отвечающих требованиям энергоэффективности, теплосбережения и экономного использования ресурсов. Дополнительные затраты, необходимые для того чтобы перевести проект дома из базовых стандартов строительных норм и правил в дом с нулевым потреблением энергии, увеличат общую стоимость здания в среднем на 10%. При этом они будут значительно варьироваться в зависимости от месторасположения и архитектуры дома.
Например, при возведении такого дома в соответствии с минимальными требованиями строительных норм и правил в провинции Онтарио, климатические условия которой сравнительно близки к украинским, стоимость квадратного фута составляет С$175–200 (в среднем около С$190). Согласно данным канадской Ассоциации строителей домов, площадь среднего дома в Канаде в настоящее время – 1900 квадратных футов (177 м2). Таким образом, строительство обычного дома обойдется в С$361 000, а стоимость дома с нулевым потреблением энергии – С$397 100, то есть на С$ 36 100 дороже. Однако это дальновидная инвестиция. Затраты на обогрев среднего канадского дома составляют от С$ 1600 до С$ 2000 (в среднем С$ 1800) в год, следовательно дополнительные затраты на строительство дома с нулевым потреблением энергии смогут окупиться через 20 лет, после чего он будет ежегодно экономить своим хозяевам С$ 1800, а может, и больше, так как в будущем цена природных ресурсов вероятнее всего будет расти. Так что, взявшись за строительство, можете утешать себя мыслью, что расходуете деньги не напрасно и на гораздо более качественный продукт. Сегодня в разных климатических районах мира реализовано около 360 проектов домов с нулевым потреблением энергии, что позволяет использовать опыт их проектирования, строительства и эксплуатации. Хотелось бы, чтобы количество таких домов увеличивалось за счет отечественных примеров.