Классы энергоэффективности. Пассивные, нулевые, активные и автономные дома.

Впервые я столкнулся с вопросами энергосбережения 25 лет назад и был сильно озадачен огромным количеством понятий и терминов, которые никак не получалось структурировать. Ситуацию усугубляло то, что из-за трудностей перевода один и тот же термин на английском языке имел несколько вариантов на русском. Мне потребовалось время, чтобы нарисовать для себя целостную картину. И в этой статье я хочу поделиться своим опытом.

Энергосберегающие технологии

К ним относятся приборы, материалы, инженерные и архитектурные решения, которые приводят к сокращению потребления поставляемой энергии. Ее дом получает из поставляемых энергоносителей. Под ними подразумеваются все виды углеводородного топлива (природный газ, СУГ, дизель, бензин, уголь, дрова) и сетевая электроэнергия. Энергосберегающие технологии можно разделить на две группы: Пассивные — направлены на уменьшение потерь энергии. К ним относятся технологии утепления стен, окон и перекрытий, приборы рекуперации энергии и  системы управления энергопотреблением дома. Активные — направлены на генерацию и хранение энергии. Сюда относятся тепловые насосы разных типов, батареи и аккумуляторы, солнечная и ветровая генерация. Пассивные технологии существенно дешевле активных, поэтому, прежде чем прибегать к генерации и хранению энергии, стоит максимально бережливо и рационально использовать поставляемую энергию. Применение обеих энергосберегающих технологий в конечном счете приведет к повышению энергоэффективности дома.

Энергоэффективность дома и ее классы

Показатель энергоэффективности — удельный расход поставляемой энергии в киловаттах в час на 1 м2 площади в год. В расчетах учитывается вся энергия, потребляемая домом на отопление, горячее водоснабжение, вентиляцию и освещение. В соответствии с этим показателем дома делятся по классам энергоэффективности от А++ до G.

Важно отметить, что расход энергии зависит не только от самого здания, но и от климата в регионе постройки. Например, дому в Сибири потребуется существенно больше энергии, чем в Краснодаре. Точные показатели приведены в таблице:

Пример: Дом Danhaus Stockholm в базовой комплектации площадью 150 м2 в Московской области потребляет в год 17 939 кВт*ч. Делим этот расход на площадь дома и получаем удельный расход поставляемой энергии — 120 кВт*ч/м2 в год. Согласно приведенной таблице, дом Danhaus Stockholm относится к классу A+. Если вы встретите данные с существенно меньшими показателями удельного расхода энергии, чем приведены в таблице, скорее всего, они включают только расходы на отопление и вентиляцию и не учитывают расходы на горячее водоснабжение и освещение. Я считаю такой подход неправильным, так как в конечном счете для людей, живущих в доме и оплачивающих счета энергокомпаний, значение имеют все виды потребляемой энергии.

Типы домов: пассивный, нулевой, активный и автономный

Пассивный дом Концепция пассивного дома была разработана в Германии в конце восьмидесятых годов прошлого века. Идея заключалась в строительстве здания, которое не нуждалось бы в активной системе отопления. Поддержание температуры внутри должно было осуществляться исключительно пассивными энергосберегающими технологиями: естественным солнечным излучением и теплом, выделяемым жильцами и бытовыми приборами. В 1991 году в центральной Германии, городе Дармштадт, был построен первый экспериментальный пассивный дом. В процессе реализации этого проекта в концепцию пришлось внести изменение и предусмотреть подогрев горячей воды и приточного воздуха газовым котлом. В результате 25-летней эксплуатации дома удельный расход поставляемой энергии (газ и электричество) составил 32 кВт*ч/м2 в год. Из них на отопление и горячее водоснабжение пришлось менее 10 кВт*ч/м2 в год. Если бы этот дом был построен в более суровом климате Московской области, показатели расхода энергии составили бы 42 кВт*ч/м2, что почти в два раза лучше самого высокого класса энергоэффективности А++.

Впоследствии концепция пассивного дома подвергалась многочисленным изменениям и допущениям, что в конечном итоге привело к ее размытию. В целом можно сказать, что пассивный дом — это здание, имеющее показатель удельного расхода энергии существенно выше, чем А++. Это значение достигается в основном за счет пассивных энергосберегающих технологий. Увы, сегодня в России нет ни одного пассивного дома.

Нулевой и активный дом Удельный баланс расхода поставляемой энергии нулевого дома равен 0 кВт*ч/м2 в год. В этом случае речь идет именно о балансе расхода поставляемой энергии. К примеру, нулевому дому зимой требуется энергии на 25% больше, чем он генерирует с помощью солнечных батарей. Эти недостающие 25% он берет из внешней электросети. Летом дому требуется существенно меньше энергии, а за счет длинного светового дня количество энергии, генерируемой солнечными батареями, увеличивается. Таким образом в летнее время дом в состоянии возместить внешней электросети энергию, взятую зимой. Если дом в состоянии отдать энергии больше, чем забрал, он уже будет считаться активным. Грань между нулевым и активным очень тонкая. Один и тот же дом в теплый год может быть активным, а в холодный — нулевым. В 2011 году датские компании Velux и Danfoss предприняли попытку построить в России первый активный дом. Проект был реализован в Подмосковье. По результатам произведенных замеров удалось достичь удельного расхода поставляемой энергии только в 110 кВт*ч/м2 в год, что соответствует классу энергоэффективности А+ и довольно далеко от показателей активного дома. Других попыток строительства нулевого или активного дома в России не предпринималось.

Автономный дом Это высшая ступень эволюции энергосберегающих зданий. Автономный дом не имеет доступа к поставляемой энергии и может полагаться только на самостоятельную генерацию. В отличие от нулевого или активного дома, у автономного нет возможности занять энергию у внешней сети, поэтому он должен иметь собственную систему аккумулирования и резервирования энергии, где может запасать излишки или забирать недостающую энергию. На 2024 год единственный полноценно реализованный автономный дом находится в Швейцарии, недалеко от Цюриха. Он оснащен мощной системой солнечной генерации и двумя системами аккумулирования энергии: Система краткосрочного резервирования на базе литий-ионных батарей используется для суточной балансировки между генерацией и потреблением энергии. Система долгосрочного аккумулирования энергии производит водород из избыточной энергии, генерируемой домом летом. Он используется для покрытия дефицита энергии зимой. В автономном доме по максимуму используются и пассивные, и активные энергосберегающие технологии, поэтому он считается самым сложным и дорогим.

Энергосберегающий дом

Таковым можно считать здание, которое обеспечивает класс энергоэффективности не ниже А+. Для обеспечения таких показателей энергосберегающий дом как минимум должен иметь: утеплитель толщиной не менее 200 мм; 50% низкоэмиссионного остекления на южном фасаде, смонтированного без строительной пены; приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла; отопление теплыми полами с интеллектуальной системой управления. И пассивный, и нулевой, и активный, и автономный дом является энергосберегающим. А о том, нужен ли вам энергосберегающий дом и, если да, то какого типа, можно прочитать в этой статье .