Жилые и коммерческие здания порой потребляют энергии в разы больше производственных. Больше всего электричества уходит на неконтролируемое отопление и вентиляцию, нагрев воды и активное использование бытовых приборов. Кроме явного вреда для экологии, растет и стоимость энергии, а значит, эти потери нужно снижать. Концепция пассивного дома — одно из лучших возможных решений.
Что такое пассивный дом
Вопрос сокращения энергии при строительстве и эксплуатации начал подниматься еще в середине XX века. В конце 1980-х немецкие ученые вывели концепцию дома, в котором будет идеальная теплоизоляция, продуманная вентиляция и идеальная герметичность — все для комфорта жильцов и сохранения энергии. Основная идея заключалась в том, чтобы не только сократить использование электричества, а «выровнять» его независимо от погоды за пределами дома — и ограничить 15 кВт·ч/м² в год (для сравнения — в России допускаются теплопотери 40-45 кВт/кв. м в год).
В 1991 году такой дом впервые успешно построили — с применением особой теплоизоляции, энергоэффективных окон и дверей, солнечной энергии. На сегодня — это довольно распространенные технологии строительства и отрасль перешла к разработке нового поколения пассивных домов на системах автоматического управления BMS (Building Management System) и BAS (Building Automation System). Современные BMS/BAS используют IoT-датчики, edge-контроллеры, а иногда и алгоритмы машинного обучения, чтобы прогнозировать и управлять потреблением энергии в режиме реального времени — без участия жильцов.
Реальные способы снизить электропотребление с BMS
В ряде проектов эффективность подхода уже подтверждена. Например, в США в жилом доме удалось добиться почти 20-процентного снижения энергопотребления благодаря тепловому насосу и предиктивному управлению. Другой пример — жилой дом в Жироне, Испания, где автоматизация охватывает вентиляцию, кондиционирование, отопление, управление солнечными панелями и жалюзи. А какие вообще существуют сценарии применения концепции?
- Динамическое управление микроклиматом. BMS гибко управляет системами отопления и вентиляции: учитывает присутствие людей, температуру, погодные изменения, время суток и сценарии использования. Система управления регулирует воздухообмен по качеству воздуха: CO₂, влажности, активности жильцов. Если программа «знает» прогноз погоды, привычки жильцов, тепловые особенности здания, то микроклимат можно сделать почти идеальным — и не тратить на него лишнюю энергию.
- Снижение пиковых нагрузок (Demand Response). Умные системы могут корректировать работу энергоемких систем на периоды низких тарифов или равномерно распределять нагрузку. Это особенно эффективно в домах со своими солнечными панелями и накопителями, где важно балансировать выработку и потребление. Такие BMS сами решают, когда выгодно питать дом от солнечных систем, а когда — пользоваться энергией из центральных сетей.
- Автоматизация солнцезащиты в теплых регионах (как в Жироне). Умные жалюзи, экраны, солнцезащитные ставни снижают нагрузку на кондиционирование на 25–40% в зависимости от климата и конструкции. Такие решения работают вместе с датчиками света и температурой.
- Экономия расхода в холодных регионах и резко-континентальном климате. BMS-системы предсказывают изменения температуры и давления, могут регулировать вентиляцию и отопление и поддерживать комфортный режим с сохранением энергии.
Потенциал концепции в России
Кажется, что концепция умного дома больше подходит странам с мягким климатом, однако это не так. В российских климатических условиях потенциал пассивных домов даже выше, чем в большинстве европейских регионов: долгий отопительный сезон, резкие перепады температур и высокая стоимость тепла делают снижение теплопотерь особенно значимым, и с этой проблемой активно работают.
На сегодня в холодных регионах (Урал, Сибирь, Забайкалье) основная экономия достигается за счёт минимизации утечек. В современных домах качественная теплоизоляция и рекуперация тепла существенно сокращает теплопотери по сравнению со старыми домами. Из умных систем управления массово внедряются пока только отдельные элементы — датчики использования тепла, регулирующие механизмы, «умная» вентиляция.
Целиком к концепции строительство в России только подходит — в последние пару лет компании тестируют решения в индивидуальном строительстве, и исследуют возможность строительства таких домов в холодном климате. Отдельные дома уже запущены в эксплуатацию, но чтобы оценить эффективность системы требуется время.
Концепция пассивного дома снижает расход энергии без усилий со стороны человека благодаря сочетанию подходящих архитектурных и строительных решений, умных устройств и программного обеспечения. И хотя пока подход не очень распространен — в первую очередь из-за высоких затрат на разработку концепций и само строительство, технологии становятся доступнее. А значит массовое внедрение домов с минимальным энергопотреблением становится все реальнее. Возможно, в ближайшие 10 лет в крупных городах уже появятся «пассивные» высотки и мы сможем убедиться в эффективности концепции, испытав её на себе.
✅ Подписывайтесь на нас в Телеграм и во ВКонтакте, чтобы быть в курсе всех новостей отрасли и платформы "Экзон"!