Энергонезависимые здания и Умный дом

Обеспечь себя сам

Концепция дома с нулевым потреблением энергии (zero net energy (ZNE) building) предполагает, что такое здание находится на полном самостоятельном обеспечении электричеством, которое оно получает из возобновляемых источников энергии. Системы, установленные в таком доме, распределяют полученную энергию и обеспечивают здание электричеством, отоплением и горячей водой. Такие дома не потребляют ископаемое топливо для своего функционирования и не вырабатывают оксид углерода.

Энергонезависимые дома подразделяются на виды:

• Пассивный дом. Такое здание не находится на полном самообеспечении и потребляет некоторое количество энергии из общих сетей. В таком доме применяются различные энергоэффективные решения, но он не автономен полностью.
• Активный дом. Этот тип здания не просто функционирует на собственной энергии, но и вырабатывает ее больше, чем ему необходимо. Такой дом способен отдавать выработанную энергию в центральную сеть, принося своим хозяевам дополнительный доход.

Дом с нулевым энергопотреблением не только должен обеспечивать себя необходимой электроэнергией, но и быть построен с применением энергоэффективных решений, которые позволяют снизить потребление электричества.

Преимущества энергонезависимого дома

Забота об экологии и снижение выбросов оксида углерода в атмосферу – не единственные плюсы, которыми обладают дома с нулевым потреблением энергии. Их обладатели приобретают множество преимуществ, которые идут в комплекте с ZNE (zero net energy) домом. Вот некоторые из них:

• Цена на электричество – всегда одна. Владельцы домов с нулевым энергопотреблением могут быть уверены, что они абсолютно не зависят от цен на электроэнергию, которые неуклонно растут каждый год.
• Сокращение расходов на содержание дома. Особенно это касается больших домовладений, для отопления и освещения которых требуется большое количество энергии. Единственными тратами станет профилактическое обслуживание систем дома.
• Независимость. Владельцам «нулевых» домов не страшны блэкауты и прочие неполадки, которые периодически происходят в каждой центральной энергосистеме. Они всегда обеспечены теплом и светом.
• Погодные условия – не проблема. Фотоэлектрические системы, которые помогают обеспечить дом электроэнергией, имеют 25-летние гарантии и редко ломаются из-за плохих погодных условий. Яркий пример – павильон «Энергия Вселенной», расположенный в парке развлечений Уолта Диснея в американском штате Флорида. В 1982 на здании были установлены солнечные батареи для обеспечения его энергией – они прекрасно работают до сих пор. И это несмотря многочисленные ураганы, являющиеся традиционным погодным явлением во Флориде.
• Выгодная продажа. Предложений на вторичном рынке домов с нулевым энергопотреблением не так уж много. Это означает, что если владельцы такого дома захотят его выгодно продать, то это будет несложно – конкурентов будет очень мало. Помимо этого, стоимость такого дома на рынке недвижимости с каждым годом будет увеличиваться из-за постоянно растущих тарифов на электроэнергию.
• Законодательство. В последние годы закон – на стороне природы. Во всех прогрессивных странах принимается все больше законодательных актов, которые способствуют улучшению экологической ситуации. Хозяевам энергонезависимых домов можно не опасаться налогов, которые скоро появятся или уже имеются в некоторых странах. Например, уже в течение нескольких лет налог на выбор углерода может заставить многих автомобилистов пересесть на электрокары, а владельцев домов – модернизировать их для уменьшения вредных выбросов и потребления энергии.

Таким образом, в Европе, где электроэнергия является дорогим ресурсом, затраты на внедрение энергоэффективных технологий окупаются. Наиболее часто в энергонезависимых домах в Европе устанавливается система домашней автоматизации KNX.

Как это работает

Концепция дома с нулевым энергопотреблением имеет несколько важных составляющих. В случае отсутствия хотя бы одной из них, дом вряд ли сможет полноценно функционировать и находиться на полном энергетическом самообеспечении. Для создания «нулевого» дома необходимо учесть три важных параметра.

1. Архитектурное решение. При проектировке энергонезависимого дома важен не только материал стен и внешняя отделка фасада. Немаловажную роль играет вентиляционная система, которая при грамотном проектировании не потребует в будущем больших энергозатрат. Помимо этого, выбирается правильное расположение дома и размер окон, учитывая его географическое положение и среднегодовую температуру в регионе. Это поможет рационально расходовать дневной свет, достигать отличного уровня освещенности с минимальными затратами и обеспечить комфортную температуру в здании круглый год.

2. Возобновляемые источники энергии – именно их установка позволяет дому функционировать автономно. Наиболее популярным решением является установка солнечных панелей, которые преобразуют энергию солнца в электричество. Как правило, они устанавливаются на крыше здания. Полученная при помощи солнечных батарей энергия попадает в специальные аккумуляторы, откуда затем распределяется для нужд дома. Пока что установка солнечных панелей и всего необходимого оборудования по-прежнему остается недешевым удовольствием. В европейских странах такое вложение окупается в течение нескольких лет постоянного проживания в доме, а длительный срок службы устройств позволяет не беспокоиться об их замене в ближайшие лет 20. Эффективность подобных систем в северных регионах России не очень высока и сложно говорить о ее окупаемости. Срок службы солнечных батарей действительно высок, но аккумуляторы необходимо менять.

3. Система «Умный дом». Одна из главных составляющих каждого энергонезависимого дома. Ведь недостаточно просто обеспечить здание энергией, нужно сделать так, чтобы само энергопотребление радикально сократилось, а полученная от возобновляемых источников энергия грамотно распределялась внутри здания. Все это позволяет сделать система «Умный дом». Потенциал и функционал системы менеджмента здания огромен, ведь она позволяет не только значительно снизить потребление энергии, но и повысить комфорт жильцов.

 

«Умный дом» и ZNE здания

 

Система управления зданием – своеобразный мозг дома. Благодаря объединению различных приборов в одну сеть, владельцы «нулевого» дома получают возможность контролировать распределение и потребление электроэнергии, применять автоматические энергоэффективные режимы, за счет чего обеспечивается энергосбережение.

Система «Умный дом» имеет множество функций, включая полный контроль и автоматизацию всех служб здания, управление всеми аудио и видеосистемами, включая охранный комплекс. Однако, для энергонезависимого дома важнее всего – сокращение энергопотребления. Это помогают реализовать функции «Умного дома» по управлению освещением и управлению климатом.

Управление освещением.
При внедрении системы управления домом, владелец здания получает полный контроль над всеми осветительными приборами, независимо от того, находится он в доме или нет.

Для снижения энергопотребления в системе освещения дома используются только энергосберегающие источники света, как правило – светодиодные. Помимо этого, часто устанавливаются датчики движения, привязанные к работе осветительных приборов. Это позволяет контролировать расход энергии на освещение «проходных» участков дома, например, коридоров.

Датчики движения гарантируют, что ни один ватт не будет израсходован впустую, что для «нулевого» дома особенно важно. Такое решение особенно популярно при постройке домов с нулевым потреблением, имеющих коммерческое назначение – офисных зданий и бизнес-центров.

Одним из первых подобных проектов в Канаде стал The Mosaic Centre. Для снижения энергопотребления во всем здании установлены энергосберегающие источники света, а каждый коридор, холл и другие места общего пользования оборудованы датчиками движения.

Контроль за климатом.
На отопление дома и его кондиционирование тратятся большие объемы электроэнергии. Для снижения этих затрат, вносятся поправки на погодные условия еще на стадии проектирования здания. Исходя из климата, выбирается подходящий материал стен и по максимуму используются возможности естественной вентиляции.

Но даже это не подарит владельцам энергонезависимых домов полного климатического комфорта без использования системы «Умный дом». Ее внедрение позволяет владельцу дома не заботиться о том, какие приборы и где необходимо включить для достижения оптимальной температуры и снижения энергопотребления. Достаточно выбрать те зоны, которые необходимо отапливать в данный момент, остальное сделает «Умный дом».

Помимо возможности установки температурных настроек, система самостоятельно контролирует уровень влажности и CO2 в доме, и включает необходимые отопительные или кондиционирующие приборы в нужное время. «Умный дом» грамотно распределяет нагрузку между кондиционерами и радиаторами отопления, что исключает их одновременную работу, приводящую к повышенному энергопотреблению.

Помимо этого, система позволяет «законсервировать» дом с нулевым энергопотреблением, если его хозяин уехал в отпуск – дом будет отапливаться и проветриваться при необходимости, поддерживая комфортную для здания температуру и снижая при этом потребление электричества.

Благодаря климат-контролю в таких домах с нулевым потреблением, как Plus House Larvik, который находится в Норвегии, всегда тепло и уютно. Несмотря на достаточно суровый климат – холодную зиму и прохладное лето, в этом доме, благодаря грамотному температурному менеджменту, семья всегда чувствует себя комфортно. В проекте активно используется как естественная вентиляция, так и отопление всех комнат при помощи теплых полов, которые позволяют зонировать распределения тепла и снижать затраты на тепло менеджмент.

Энергонезависимый дом – лишь фантазия?

Учитывая все затраты на разработку проекта дома с нулевым энергопотреблением, установку солнечных панелей и внедрение системы «Умный дом», скептики наверняка скажут, что «нулевой» дом – лишь отличный и дорогостоящий концепт, который еще нескоро станет повсеместным явлением. В России, к сожалению, так и есть.

Однако, технологии шагают вперед, строить такой дом становится дешевле с каждым годом, а его владелец получает возможность экономить деньги в будущем, наслаждаться комфортом в настоящем и всегда быть независимым.

С каждым годом количество «нулевых» домов в мире увеличивается, что со временем неизбежно приведет к новому стандарту жизни, основанному на разумном потреблении энергии и заботе об окружающей среде.