Здания и архитектура, которая экономит: как родился стандарт Passive House

Понятие энергоэффективного строительства в Европе формировалось постепенно, и именно создание ключевых институтов стало важной точкой отсчёта для развития современных стандартов.

Passive House/Passivhaus — это стандарт здания с очень низким энергопотреблением, где комфорт достигается не за счёт мощного отопления, а благодаря правильной оболочке здания: утеплению, герметичности, окнам, отсутствию мостиков холода и вентиляции с рекуперацией.

Passive House Institute был основан в 1996 году в городе Дармштадт (Германия) доктором Вольфгангом Файстом. Его целью стало научное обоснование и внедрение принципов сверхнизкого энергопотребления в зданиях. Именно это учреждение заложило фундамент международного стандарта Passivhaus, который сегодня считается одним из самых требовательных и технологически совершенных в сфере энергоэффективности.

На волне роста интереса к устойчивому строительству в Европе появилась и другая влиятельная система — CasaClima (KlimaHaus). Она была основана в 2002 году в Больцано (Южный Тироль, Италия) как государственное агентство, призванное повышать качество строительства и снижать энергопотребление домов в регионе. Со временем CasaClima превратилась в один из ведущих сертификационных центров Европы, разработав собственную шкалу оценки зданий и став эталоном для экологически ответственного строительства не только в Италии, но и за её пределами.

На основе наработок этих институтов сформировалось понятие пассивного дома. Пассивный дом — это здание, спроектированное так, чтобы обеспечивать комфортные условия проживания при минимальном потреблении энергии на отопление и охлаждение. Это достигается благодаря высокому уровню теплоизоляции, герметичности конструкций, использованию энергоэффективных окон и систем контролируемой вентиляции с рекуперацией тепла.

Первым по-настоящему функционирующим и полноценным Пассивным Домом был вовсе не дом, а корабль: это был «Фрам» (Fram) (1883), созданный для экспедиций Фритьофа Нансена в 1890-х годах. Его конструкция была уникальной для своего времени: корпус состоял из нескольких слоёв дерева, пробки и войлока, что обеспечивало чрезвычайно высокий уровень теплоизоляции, а сама форма судна позволяла выдерживать давление льдов без повреждений. Особое внимание уделялось герметичности и минимизации теплопотерь, что позволяло поддерживать комфортную температуру внутри даже в суровых арктических условиях при минимальном использовании энергии. Фактически, «Fram» реализовал ключевой принцип, который сегодня лежит в основе концепции энергоэффективных зданий: не генерировать больше тепла, а максимально уменьшать его потери. Именно поэтому этот корабль часто приводят как исторический пример раннего подхода к пассивному энергосбережению.

Источники

Фритьоф Нансен описывал утепление судна в своих записях, отмечая, что корпус состоял из нескольких изолирующих слоёв — просмоленного войлока, пробковой обшивки, панельной обшивки, толстого слоя войлока, герметичного линолеума и внутренней обшивки — а потолки салона и кают в сумме достигали толщины около 15 дюймов, при этом иллюминатор, наиболее подверженный холоду, был защищён тройным остеклением и другими средствами. Он описывал «Фрам» как по-настоящему уютное жилище, где не требовался огонь в печи независимо от того, стоял ли термометр на отметке 22° выше нуля или 22° ниже, — благодаря отличной вентиляции, которую всю зиму обеспечивали воздушные паруса, подававшие холодный воздух через вентилятор, — так что команда сидела в тепле и уюте лишь при свете лампы, настолько, что он считал печь ненужной и даже мешающей.

Идея возникла в 1988 году в результате сотрудничества доктора Вольфганга Файста и профессора Бу Адамсона во время исследований в Лундском университете (Швеция).

Источник

Первый Passive House был реализован в Дармштадт-Кранихштайне (Германия) в 1990–1991 годах и состоял из 4 таунхаусов, ставших первым в Европе жилым проектом с настолько низким энергопотреблением.

Источник

Этот проект подтвердил безупречное и непрерывное функционирование всех важных составляющих зданий, сохраняющееся по сей день при условии их нормальной эксплуатации.

С 1991 года среднее потребление энергии на отопление остаётся на уровне менее 10 кВт·ч/(м²), экономия по сравнению с традиционными домами составляет более 90%.

Источник

Эти впечатляющие цифры дали значительный толчок развитию рынка: даже в холодном климате дом не нуждался в классической системе отопления — тепло можно было подавать через вентиляционные системы с рекуперацией. Это стало основой всей концепции Passive House!

Важно отметить, что Passive House работает только вместе с вентиляцией, поскольку теплопотери через естественную вентиляцию (открывание окон, дверей, неплотности) в обычных домах составляют около 35 кВт·ч/м²·год, что больше, чем всё отопление Passive House.

Первый Passive House доказал не теорию, а практику: дом может потреблять в 5–10 раз меньше энергии и при этом оставаться комфортным — если правильно работают инженерные системы.

В 1996 году создан Passive House Institute (PHI), который сегодня определяет стандарты и сертификацию.

Источник

Какие страны присоединились

Изначально стандарт развивался в Германии, Австрии, Швеции и Швейцарии, а впоследствии распространился на всю Европу, Северную Америку и Азию.

Сегодня Passive House представлен более чем в 50 странах через международную ассоциацию.

Источник

Почти все реализованные объекты можно посмотреть в глобальной базе.

Источник

Основные критерии Passive House

Согласно Passive House Institute, здание должно соответствовать следующим параметрам:

• Потребность в энергии на отопление ≤ 15 кВт·ч/м²·год. Сколько тепла нужно дому за год? Очень мало — дом почти не «просит» отопления.
• Пиковая тепловая нагрузка ≤ 10 Вт/м². Сколько тепла нужно в самый холодный момент? Настолько мало, что часто достаточно лёгкого догрева воздухом.
• Герметичность ≤ 0,6 воздухообмена/час (при 50 Па). Дом почти не «продувается». Воздух не выходит через щели, а движется контролируемо через вентиляцию.
• Первичная энергия (PER) ≤ 60 кВт·ч/м²·год. Общие затраты энергии на всё: отопление, горячую воду, электричество. То есть дом экономичен в полном смысле слова.
• Перегрев ≤ 10% времени свыше 25°C. Летом в доме не должно быть жарко более чем 10% времени. Комфорт без кондиционера или с минимальным охлаждением.

Официальный документ критериев.

Как вычисляется энергоэффективность здания

Энергоэффективность зданий в Европейском Союзе определяется в соответствии с директивой Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) — Директивой об энергетической эффективности зданий.

Источник

Оценка базируется на показателе годового потребления энергии на 1 м² площади здания:

кВт·ч/м² в год.

При этом учитывается комплекс факторов:

• теплоизоляция здания (стены, крыша, окна);
• системы отопления и охлаждения;
• вентиляция;
• горячее водоснабжение;
• освещение (особенно для коммерческих зданий);
• использование возобновляемых источников энергии.

Обновлённая версия директивы (EPBD 2024).

Источник

Классы энергоэффективности

На основе этого расчёта здания получают класс энергоэффективности по шкале от A до G, что позволяет быстро оценить уровень их энергопотребления и будущие расходы на эксплуатацию.

• A / A+ / A0 — наивысшая энергоэффективность, минимальные затраты;
• B–C — средний уровень, оптимальное соотношение цены и потребления;
• D–E — повышенное энергопотребление;
• F–G — низкая эффективность и высокие затраты.

Таким образом, классы энергоэффективности являются практическим инструментом для рынка недвижимости: они помогают сравнивать здания между собой, оценивать их экономичность и комфорт.

Все эти подходы регулируются на уровне Европейского Союза директивой Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) — Директивой об энергетической эффективности зданий.

Украина

В Украине действует Закон: «Об энергетической эффективности зданий» №2118-VIII».

Источник

Он регламентирует:

• энергетическую сертификацию зданий;
• определение класса энергоэффективности;
• требования к новым и реконструированным объектам.

Роль вентиляции в Passive House

В Passive House вентиляция — обязательный элемент системы. Из-за высокой герметичности здания необходим контролируемый воздухообмен.

Энергоэффективность зданий — одно из ключевых направлений политики Европейского Союза, направленное на достижение полностью декарбонизированного фонда зданий к 2050 году.

Источник

Речь идёт не только об уменьшении потребления энергии, но и о системном подходе к проектированию и эксплуатации зданий: от материалов и конструкций до инженерных систем.

В рамках директивы Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) предусмотрено:

• постепенное снижение энергопотребления новых и существующих зданий;
• переход к зданиям с почти нулевым потреблением энергии (nZEB — nearly Zero Energy Buildings);
• интеграцию возобновляемых источников энергии;
• повышение роли инженерных систем в формировании комфорта.

Но как это выглядит на практике? Чтобы достичь высоких показателей энергоэффективности, здание должно работать как единая согласованная система, где каждый элемент дополняет другой.

Прежде всего, ключевую роль играет оболочка здания. Речь идёт о качественном утеплении, использовании энергоэффективных окон и минимизации мостиков холода. Именно эти решения позволяют существенно уменьшить теплопотери и снизить общее энергопотребление.

Не менее важна герметичность здания. Когда воздух не проходит через неконтролируемые щели, тепло не теряется хаотично. Вместо этого воздухообмен становится контролируемым и предсказуемым, что критически важно для стабильного микроклимата.

Однако решающую роль играют инженерные системы. Именно на этом этапе формируется реальная эффективность здания в эксплуатации. В современных энергоэффективных домах до 30–40% теплопотерь может приходиться на вентиляцию, если она происходит неконтролируемо — через открывание окон или естественную инфильтрацию. Поэтому без продуманных решений в сфере вентиляции достичь высокого класса энергоэффективности практически невозможно.

Роль вентиляции с рекуперацией

Чтобы решить проблему отсутствия энергоэффективного воздухообмена, применяется механическая вентиляция с рекуперацией тепла. Эта система одновременно подаёт свежий воздух в помещение и выводит отработанный наружу. В ходе этого процесса тепло из вытяжного воздуха передаётся приточному через специальный теплообменник.

Таким образом воздушные потоки не смешиваются, но в помещение возвращается до 80–98% тепла, что позволяет существенно экономить на отоплении.

Пример: как это работает вместе

Представим стандартную квартиру площадью 80 м². Разница между двумя подходами к вентиляции будет кардинальной:

• без рекуперации проветривание происходит исключительно через открытые окна. Это создаёт нестабильный микроклимат с постоянными колебаниями уровня CO2 и влажности. Как следствие, возникают огромные теплопотери, из-за чего счета за отопление остаются стабильно высокими;
• с рекуперацией в той же квартире обеспечивается постоянный и полностью контролируемый воздухообмен. Система гарантирует комфортный уровень CO2 и оптимальную влажность без каких-либо сквозняков, сохраняя стабильную температуру. Главное преимущество — вы получаете до 90% меньше потерь через вентиляцию, что существенно снижает расходы на отопление;

Ключевой вывод

Passive House — это признанный международный стандарт строительства, который гармонично сочетает в себе бескомпромиссную энергоэффективность, максимальный комфорт для жизни и передовые инженерные решения. Эта концепция полностью переосмысливает традиционный подход к проектированию и возведению зданий.

В современных экологичных домах ключевую роль играют уже не только толщина утеплителя или качество стеновых материалов, а прежде всего интеллектуальные системы вентиляции, которые отвечают за непрерывное управление микроклиматом, подачу свежего воздуха 24/7 и сохранение внутреннего тепла.

Именно поэтому вентиляция с рекуперацией превратилась в базовый, незаменимый элемент для экологических стандартов Passive House, зданий с почти нулевым потреблением энергии (nZEB) и в целом всей современной европейской архитектуры.

Благодаря непрерывному автоматическому управлению потоками такая система гарантирует постоянный приток свежего воздуха и поддерживает идеальный, здоровый микроклимат в комнатах, одновременно сводя к минимуму любые теплопотери.

Подробнее о принципе.