Багаторічні масштабні дослідження, проектування на основі чітких інженерних розрахунків, якісні будматеріали з відповідними технічними характеристиками, дотримання усіх вимог щодо екологічності, і як результат – енергонезалежне, або пасивне житло.
У «світлі» постійних підвищень цін на комунальні послуги та невтішних екологічних прогнозів використання відновлюваної енергії землі, сонця та вітру – сьогодні чи не єдиний порятунок, і не лише для нашої країни. Тож введення в експлуатацію вітчизняного «пасивника» поблизу Львова, заплановане на 2017 рік, дає надію, що таке вигідне нашому північному сусідові маніпулювання газовим питанням у найближчому майбутньому вдасться припинити раз і назавжди.
Будинок як людський організм Проект «пасивний дім» – це комплексний фаховий підхід, метою якого є реалізація максимально комфортного житла з мінімальними фінансовими витратами на його експлуатацію впродовж усього року. Більше того, такий будинок є прибутковим за рахунок акумулювання сонячної, вітрової та енергії землі.
Головна концепція проекту – житло як людський організм. Як у нашому тілі робота клітин та органів взаємопов’язана, так і в пасивному будинку всі характеристики й ланки життєзабезпечення становлять систему повної взаємодії.
У цілому систему можна розподілити на три складові:
● орієнтація земельної ділянки чітко на південь;
● правильне розташування приміщень на південь, північ, захід і схід;
● оболонка будівлі та життєдіяльність її мешканців, вплив зовнішніх та внутрішніх факторів. За рахунок балансу між елементами даної системи вдається оптимізувати такі характеристики пасивного дому, як орієнтація, оболонка, вікна, термоізоляція (герметичність), опалення й вентиляція. Збільшення без необхідності параметрів однієї ланки не зміцнює ланцюг – його сила в найслабшому місці.
Проект «пасивний дім» відрізняється й своїм підходом до освоєння земельної ділянки: яку площу забирають під забудову, таку й віддають під горизонтальну покрівлю з трав’яними газонами та насадженнями, щоб підтримувати екологічний баланс обраної території. Важливе місце посідатиме й озеленення інтер’єрів. До роботи залучено фахівців з ботаніки, які дають кваліфіковані рекомендації стосовно підбору кімнатних рослин, що поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. Збалансованість усіх ланок у системі під назвою «пасивний дім» дасть змогу вийти на мінімальну рекуперацію.
Один із програмних пунктів проекту – «спустити» людей на землю, тобто з висотних будинків у малоповерхівки, де набагато комфортніше, безпечніше й природніше. Тому логічно, що український «пасивник» буде двоповерховим.
❯ Інноваційна пасивність 2017-й розпочне еру «пасивників» в Україні. Саме наступного року очікується введення в експлуатацію першого будинку такого типу у селі Солонка Пустомитівського району Львівської області (автотраса Львів–Чоп).
Анонсоване житло має два поверхи й займає площу 254, 75 м². Його будівельний об’єм – 765 м³. Головний фасад із вітражними енергозберігаючими склопакетами орієнтовано на південь. Склопакети запроектовано під заданим кутом з метою розташування сонячних електричних панелей для максимальної цілорічної генерації сонячної енергії та перетворення її на електричну. Таке рішення має додаткові переваги: влітку сонячне проміння не перегріває приміщення, що скорочує витрати на охолодження та відкидає потребу в захисних ролетах, а взимку, за низького сонцестояння, догріває внутрішні поверхні – так акумулюється сонячна енергія та заощаджуються витрати на опалення.
Бокові фасади орієнтовано на південний схід. У них передбачено головний вхід та вікна для поліпшення інсоляції приміщень та акумуляції сонячного тепла. Вікна північного фасаду мають мінімальну площу – достатню лише для природного освітлення допоміжних приміщень. Вихід на горизонтальну озеленену покрівлю, покликану компенсувати природний простір, забраний під забудову, поєднано гвинтовою драбиною з опорою під вітрогенератор.
Основний конструктив «пасивника» – бетонний каркас для максимального акумулювання теплової енергії взимку та утримання прохолоди влітку. На зразок шведської плити між фундаментом та покриттям знаходиться утеплювач (піноскло). Фасади будинку вентильовані із застосуванням паропроникного пінного утеплювача канадської компанії ICYNENE. Це найкращий за технічними характеристиками та довговічністю матеріал нового покоління. Його особливості: збереження тепла, що зазвичай втрачається інфрачервоними потоками, відсутність швів, найбільший опір повітропроникності, екологічність та комфорт.
Автори пасивного дому ‒ архітектор Олег Онисько та інженер-енергетик Ігор Жорило ‒ зауважують, що подбали про уникнення містків холоду ще на стадії проекту. Адже недопрацювання в цьому напрямі можуть спричинити зростання потужності енергоносія, а відтак збільшення витрат на експлуатацію житла. Додатково приділено увагу й контролю вологості в приміщенні, для чого в конструкції зовнішніх стін додається натуральна голуба глина. Крім зазначеної функції, вона здійснюватиме також оздоровчий вплив на мешканців.
Основні елементи інженерних рішень:
● Ґрунтовий тепловий насос 7,8 кВт із зовнішнім впорскуванням рідини з двома електронними ЕРВ для підвищення СОР на високих температурах нагнітання та отримання теплової енергії землі взимку й пасивного холоду землі влітку;
● Променеве опалення – шляхом випромінення: панелі з великою площею нагріву з теплоносієм 37 ºС (комфорт для мешканців);
● Електричні сонячні панелі полікристалічні «Квазар» загальною потужністю 15 кВт («зелений» тариф);
● Вакуумовані сонячні колектори площею 12 м² з акумулятором. Додаткова функція розподілу шарів гарячої води;
● Вітряк 3 кВт з ротором Оніпка для перетворення електричної енергії на теплову (вздовж траси велика зона вітрів);
● Вентиляція механічна: з рекуперацією 86–92% з датчиками СО2 та датчиками контролю внутрішньої вологості. Внутрішня вологість повітря і оболонка будівлі додатково контролюється вентильованими фасадами та конструкціями стін з вмістом голубої глини, що відповідно зменшує навантаження на рекупераційну систему та суттєво її здешевлює. Важливо зазначити, що переважна більшість будівельних матеріалів та устаткування для пасивного дому забезпечує український виробник. Виняток становить пінний утеплювач ICYNENE канадської торгової марки і деякі комплектуючі інженерних мереж.
Зі слів Олега Ониська та Ігоря Жорила, пасивний дім можна назвати ще й доступним. А це мало не основна характеристика житла в нинішніх економічних реаліях. Щоправда, конкретні цифри ще не озвучуються, але автори проекту першого українського «пасивника» гарантують бюджетність. Це, у свою чергу, дає всі підстави сподіватися, що разом із розв’язанням проблеми енергетичної залежності України в найближчому майбутньому можливе вирішення ще й такого наболілого питан- ня, як забезпечення житлом молодих сімей.
Ольга Губа
PASSIVE HOUSE WITH AN ACTIVE POSITION
Lasting major studies, design based on clear engineering calculations, qualitative construction materials with appropriate technical characteristics, compliance with all environmental requirements, and as a result – energy-independent or passive housing. In view of constant increases in utility prices and disappointing environmental forecasts, use of renewable energy of the earth, sun and wind is almost the only salvation today, and not only for our country. Therefore, commissioning of a domestic “passive house” near Lviv, scheduled for 2017, gives hope that manipulation with the gas, which is so beneficial to our northern neighbor, will be able to stop entirely and permanently in the near future.
The house as a human body. The Project “Passive House” is a comprehensive professional approach, which aims to implement the most comfortable housing with minimal financial costs for its operation throughout the year. Moreover, such a house is profitable due to accumulation of solar, wind and earth energy.
The main concept of the project is housing as a human body. As in our body the work of cells and organs is interconnected, so in the passive house all the characteristics and parts of life necessities constitute a system of full interaction.
In general, the system can be divided into three components:
● orientation of the land plot clearly to the South;
● correct location of the premises to the South, North, West and East;
● building envelope and the life necessities of its inhabitants, influence of external and internal factors. Due to the balance between the elements of this system it is possible to optimize such characteristics of a passive house as orientation, envelope, windows, thermal insulation (tightness), heating and ventilation. Increasing of the parameters of one part without the need does not strengthen the chain – its strength in the weakest place.
The Project “Passive House” differs in its approach to the development of a land plot: the area taken for construction is put under horizontal roof with grass lawns and plantings to maintain ecological balance of the selected area. Interior landscaping will also play an important role. Specialists in Botanics, who give qualified recommendations for selection of houseplants that absorb carbon dioxide and emit oxygen, are involved. Balance of all parts of the system called “passive house” will allow reaching a minimum recovery.
One of the program points of the project is to “lower” people to the ground, i.e. from high-rise buildings to low-rise buildings, where life is much more comfortable, safer and more natural. Therefore, it is logical that the Ukrainian “passive house” will be two-storey one.
- Innovative passivity of 2017 will start the era of “passive houses” in Ukraine. The first house of this type is expected to be commissioned next year in the village Solonka, Pustomyty District, Lviv Region (Lviv-Chop highway).
The announced housing has two floors and occupies an area of 254.75 m2. Its construction volume is 765 m2. The main house front with stained glass energy-saving double-glazing units is oriented to the south. Double-glazing units are designed at a given angle in order to place solar electrical panels for maximum year-round generation of solar energy and its conversion into electricity. This solution has additional advantages: in summer the sun’s rays do not overheat the room, which reduces cooling costs and eliminates the need for protective shutters, and in winter, with low solstice, heats the interior surfaces – so solar energy is accumulated and heating costs are saved.
Flanks are oriented to the South-East. The main entrance and windows are located there to improve insolation of the premises and accumulation of solar heat. The windows of the Northern house front have a minimum area – sufficient only for natural lighting of auxiliary rooms. Exit to the horizontal green roof, designed to compensate the natural space used for construction, is connected by a spiral staircase with support for a wind turbine.
The main design of the “passive house” is a concrete frame for maximum accumulation of thermal energy in winter and keeping cool in summer. Like a Swedish slab, there is insulation (foam glass) between the foundation and the floor. The house fronts are ventilated with the use of vapor-permeable foam insulation of the Canadian company ICYNENE. This is the best material of the new generation in terms of technical characteristics and lasting qualities. Its features: preservation of heat, which is usually lost by infrared fluxes, absence of seams, the highest resistance to air permeability, environmental friendliness and comfort.
The authors of the passive house architect Oleh Onysko and energy engineer Igor Zhorylo note that they took care to avoid cold bridges at the very stage of design. After all, shortcomings in this direction can lead to an increase in energy capacity, and thus increase the cost of housing. Additionally, attention is paid to the control of humidity in the premises, for which natural blue clay is added to the construction of external walls. In addition to this function, it will also have a health-improving effect on residents.
The main elements of engineering solutions:
● Soil heat pump of 7.8 kW with external liquid injection with two electronic thermostatic expansion valve to increase COP at high discharge temperature and receive thermal energy of the earth in winter and passive cold of the earth in summer;
● Radiant heating – by radiation: panels with a large heating area with a coolant of 37 ºC (comfort for residents);
● Electric polycrystalline solar panels “Kvazar” with a total capacity of 15 kW (“green” tariff);
● Vacuum solar collectors with an area of 12 sq.m. with a battery. Additional function of hot water layers distribution;
● 3 kW windmill with Onipka rotor for conversion of electric energy into thermal one (a large area of winds along the highway);
● Mechanical ventilation: with recuperation of 86-92% with CO2 sensors and internal humidity control sensors. Internal humidity of the air and the building envelope are additionally controlled by ventilated house faces and wall structures with blue clay content, which accordingly reduces the load on recuperation system and significantly reduces its cost. It is important to note that the vast majority of construction materials and equipment for a passive house are provided by Ukrainian manufacturer. The exceptions are ICYNENE foam insulation of the Canadian brand and some components of engineering networks.
According to Oleh Onysko and Igor Zhorylo, a passive house can also be called affordable. And this is almost the main characteristic of housing in the current economic realities. To be true, specific figures have not yet been announced, but the authors of the project of the first Ukrainian “passive house” guarantee low-budget. This, in turn, gives every reason to hope that together with the solution of the problem of energy dependence of Ukraine it is possible to solve such a painful issue as providing housing for young families in the near future.