Об’ємно-планувальні рішення пасивних будинків у світовій практиці

ДП “УкрНДІпроцивільсільбуд”

Пассивний будинок – основні терміни та засади

• Пасивний будинок (Passivhaus нім., passive house англ.) - будівельний стандарт, який дійсно є енергоефективним, створює комфортні умови проживання, одночасно є економним і чинить мінімальний негативний вплив на оточуюче середовище.

• Пасивний будинок не є брендом, а являє собою будівельну концепцію, яка доступна для всіх і яка довела свою перевагу на практиці.

• Пасивний будинок - це будівля, в якій можливо досягти комфортного мікроклімату як узимку без окремої системи опалення (або використовуючи малопотужну компактну систему опалення), так і влітку без системи кондиціонування.

Зміст • 1. Основні принципи пасивного будинку

– З історії развитку енергоефективних будинків– Пасивний будинок – основні терміни та засади

• 2. Конструкції пасивного будинку• 2.1. Теплоізоляція – конструктивні вузли та матеріали• 2.2. Спеціальні програми з конструювання без «теплових мостів» • 2.3. Вікна в пасивному будинку – напрямки утеплення і накопичення пасивної енергії сонця• 3. Об’ємно-планувальні рішення пасивних будинків . Пасивні сонячні концепції• 3.1. Реалізація принципу компактності• 3.2. Оптимізація орієнтації та розмірів світлових отворів і сонцезахисних пристроїв з урахуванням

використання і регулювання пасивної енергії сонця• 3.3. Розміщення теплиць та інших накопичувачів (колекторів) енергії• 3.4. Термоакумулюючі стіни (стіни Тромба)• 4. Інженерні системи пасивного будинку• 4.1.Вентиляція і рекуперація тепла• 4.2. Регулювання мікроклімату з використанням активного опалення і охолодження• 4.3. Геліосистеми• 4.4. Теплові насоси • 4.5. Інфрачервоне променеве опалення• 4.6. Типи накопичувачів теплової та електричної енергії та їх розміщення в об’ємно-планувальній структурі

будинку • 4.6. Економічні системи освітлення• Вартість пассивного будинку. Моделі і методика оптимізації витрат на пасивний будинок • 6. Екологія. Концепція оцінки екологічного впливу будівлі• Висновки.• Література.

«Сонячний будинок» Сократа (469-399 рр. до н.е.) Концепція передбачала максимальне використання зимового сонця та

повністю виключала пряме попадання сонячного світла з південного боку влітку.

• 1 – сонячне випромінювання з південної сторони влітку; 2 – сонячне випромінювання з південної сторони взимку; 3 – крита тераса; 4 – загальна кімната; 5 – комора в якості термічної захисної зони; 6 – стіна з теплоізоляцією з північної сторони.

Пасивний будинок, маса якого частково «утоплена» під поверхню рельєфу:

а) – південний фасад з вікнами основних приміщень квартири; b) – північний фасад; с) план.

Експериментальний енергозберігаючий «сонячний будинок» середини 80-х років:

а) – план першого поверху; б) – план другого поверху; с) схема дії.

Експериментальний «сонячний дім» середини 90-х років з акумуляторами тепла у центральній частині: а) – план першого

поверху; б) план другого поверху.

Автономний будинок, що споживає малу кількість енергії. План і вид у розрізі: а) в зимовому робочому режимі; б) у літньому зимовому режимі (значення є дійсними для області м. Волгоград).

Енергозберігаючий, частково «утоплений» в рельєф житловий будинок з круговою інсоляцією, з верхнім світловим отвором

на даху та вентиляцією через стрічкові вікна.

Енергозберігаючий будинок. Плани першого та мансардного поверхів і розріз.

Енергозберігаючий житловий особняк напівциліндричної форми зі сприятливим співвідношенням

«об’єм – поверхня огороджувальних конструкцій»:а) – план першого поверху; б) – план другого поверху; с) розріз.

Проект індивідуального житлового сонячного будинку SOLAR-type-5. Арх. Павло Казанцев (Росія).

Вілла, запроектована за технологією пасивного будинку, зведена у м. Кляйнкьотц, (Баварська Швабія), Німеччина.

Архітектор Мартін Ендхардт. Загальний вигляд та план першого поверху.

Пасивний двоповерховий дім з мансардою. Арх. Мартін Ендхардт (Німеччина).

Плани першого, другого та мансардного поверхів.

Триповерховий пасивний дім, арх. М. Ендхардт (Німеччина).Плани цокольного, першого та другого поверхів.

Пасивний будинок. Арх. Мартін Ендхардт (Німеччина).

Пасивний будинок, зведений у Гюнцбурзькому адмін. окрузі (Німеччина). Арх. Мартін Ендхардт.

Досвід проектування пасивного будинку у США.

Проектування пасивного будинку в США. Стиль ранчо.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Стиль Rustic.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Стиль Rustic.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Стиль Rustic.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Середземноморський стиль.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Середземноморський стиль.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Середземноморський стиль.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Середземноморський стиль.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Стиль Country.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Стиль Country.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Стиль прерій.

Досвід проектування пасивного будинку в США. Стиль прерій.

Вентиляційна система пасивного будинку

•

Конструкція рекуператора

Інженерні системи пасивного будинку

Будинок, енергетичні потреби якого повністю забезпечуються сонцем, Копенгаген (Данія, 1975 р.). Проектувальники Ван

Корсгаад, Торбен В. Есбенсон.

• 1 – радіація; 2 – сонячний колектор водяного типу (42 м2);

• 3 – зимовий сад; 4 – спальні; 5 – житлові кімнати (загальна площа 120 м2); резервуар з гарячою водою (об’єм 33 м3).

Автономний «сонячний дім» у Кембриджі (Англія). Архітектори А. Пайк, Д. Трінг.

• 1 – радіація; 2 – сонячні колектори (40 м2); 3 – вітровий генератор; 4 – резервуар з гарячою водою (близько 10 м3); 5 – зимовий сад; 6 – житловий простір (загальний об’єм 111 м3); 7 – спальня; 8 – утеплена північна стіна будинку.

Система теплового акумулятора (водяний резервуар)

• 1 – радіація; 2 – сонячний колектор водяного типу; 3 – підземний ізольований резервуар води; 4 – тепловіддача через змійовик,

розташований під підлогою або через радіатори; 5 – житловий простір.

Система теплового акумулятора. Резервуар гарячої води під підлогою

• 1 – радіація; 2 – сонячний колектор водяного типу; 3 – вода в ізольованому бетонному резервуарі; 4 – тепловіддача; 5 – житловий простір.

Система теплового акумулятора. Резервуар з водою на площині даху (Хей-Джеллот)

• 1 – радіація; шар води у чорних пластикових жолобах; 3 – тепловіддача; 4 – житловий простір: 5 – рухомі покриття.

Система теплового акумулятора. «Водяна стіна» як акумулятор тепла (С. Бейєр)

• 1 – радіація; 2 – скляні панелі; 3 – 20 контейнерів з 200 л води у кожному (зовнішня сторона - затемнена); 4 – тепловіддача; 5 – житловий простір; 6 – рухомі покриття.

Система теплового акумулятора (резервуар з кам’яним заповненням) знаходиться під підлогою

• 1 – радіація; 2 – сонячний колектор; 3 – житловий простір; 4 – тепловіддача; 5 – кам’яний заповнювач в ізольованому просторі.

Тепловий акумулятор з кам’яним заповнювачем, що працює як «центральне вогнище» (система

«гірського сонця»)

• 1 – радіація; 2 – сонячний колектор; 3 – ізольований простір з кам’яним заповнювачем; 4 – тепловіддача; 5 – житловий простір.

Тепловий акумулятор з бетонними, енергозберігаючими стінами (Тромб-Мішель)

• 1 – радіація; 2 – скляні панелі; 3 – товсті бетонні стіни, що працюють як акумулятори (чорні ззовні); 4 – рух теплого повітря у житлове приміщення; 5 – рух холодного повітря у колектор; 6 – житловий простір; 7 – випуск повітря; 8 – повітряний прошарок.

Змішаний акумулятор з кам’яним заповнювачем і водою (Томасон)

• 1 – радіація; 2 – сонячний колектор; 3 – житловий простір; 4 – рух теплого повітря у житлове приміщення; 5 – повернення холодного повітря; 6 – резервуар з гарячою водою; 7 – кам’яний заповнювач; 8 – погріб.

Житловий будинок з прибудованим зимовим садом. Загальний вигляд та плани першого (а) та мансардного (б) поверхів.

Компактний житловий будинок для холодного клімату (штат Массачусетс)

• а – загальний вигляд з південного боку;

• б – план першого поверху;

• 1 – тамбур; • 2 – вхід у гараж; • 3 – вітальня; • 4 – їдальня; • 5 – кухня; • 6 – теплиця; • 7 – стіна Тромба; • 8 – отвір у стелі

Житловий будинок в історичному центрі міста Річмонд

• а – загальний вигляд; • б – фрагмент плану

мансарди; • в – план першого поверху; • 1 – вітальня; • 2 – двосвітловий альков

їдальні; • 3 – вхід; • 4 – передпокій; • 5 – теплиця; • 6 – спальня; • 7 – кухня; • 8 – фібергласові ємності з

водою.

Компактний житловий будинок з прибудованою геліотеплицею для холодного клімату

• а – загальний вигляд;

• б – план першого поверху;

• в – розріз;

• 1 – вітальня;

• 2 – їдальня;

• 3 – кухня;

• 4 – гараж;

• 5 – теплиця;

• 6 – стіна-акумулятор;

• 7 – масивна основа;

• 8 – поліетиленові труби з водою.

Сонячний дім-ранчо

• а – загальний вигляд;• б – план;• 1 – загальна кімната;• 2 – їдальня; • 3 – кухня; • 4 – вітальня; • 5 – камін-акумулятор; • 6 – патіо; • 7 – галерея; • 8 – спальня; • 9 – гараж.

Сонячний будинок у Доувері, Массачусетс, 1948 р.

• План: 1 – гараж; 2 – тепловий акумулятор; 3 – вітальня; 4 – кухня; 5,6 – спальні; 7 – теплові акумулятори.

Сонячний будинок у Шовенсі-ле-Шато, Мец, Франція, 1972 р.

Архітектори: Ж. Мішель, А.Ф. Тромб, консультант Ф. Тромб.

• План і поперечний розріз:

• 1, 2, 3, 4 – спальні; • 5 – кухня; • 6 – вітальня; • 7 – енергоакумулююча

маса з чорною поверхнею та подвійним заскленням.

Сонячний будинок Дугласа Балкомба в Санте-Фе (США)

• а) розріз; б) план першого поверху; в) план другого поверху; 1 – вентиляційне вікно; 2 – цегляна кладка; 3 – балкон; 4 – гравійний акумулятор; 5 – вентилятор; 6 – теплиця; 7 – їдальня (гравійний акумулятор під підлогою); 8 – кухня; 9 – вітальня (гравійний акумулятор під підлогою); 10 – ванні кімнати; 11 – спальні.

Пасивний житловий будинок Villa Atrium. Архітектори Фредерік Чельгрен і Хоакім Камінські,

Швеція.

«Сонячний дім», арх. Берндт (Berndt). Плани першого та другого поверхів.

«Сонячний дім», арх. Лог (Log).

• Плани цокольного, першого та другого поверхів. Експлікація: • 1) – коридор; 2) – технічне приміщення; 3) – комора; 4) – підвал; 5) –

вологий підвал; 6) – гараж на два автомобіля; 7) – тамбур; 8) – передпокій; 9) – загальна кімната; 10) – їдальня; 11) – кухня; 12) – приміщення для господарських робіт; 13) – дитяча кімната; 14) – зимовий сад; 15) – поверхня – накопичувач тепла; 16) – спальня; 17) – балкон.