Как будут выглядеть наши дома через полвека? Любому нашему современнику, следящему за стремительным развитием технологий, несложно вообразить себе жилище будущего. Живо представляется диковинная архитектура, необычные материалы и дизайнерские решения, электронная начинка, следящая за микроклиматом, освещенностью и чистотой в помещениях...
Но прагматичные эксперты напоминают нам еще об одном факторе, который, без сомнения, будет в ближайшие десятилетия влиять на облик и содержание наших жилищ. Как известно, запасы всех видов ископаемого топлива неуклонно сокращаются, и в ближайшие десятилетия энергоресурсы будут постоянно дорожать, увеличивая расходы на отопление домов. Поэтому очевидно, что основной тенденцией строительства станет вопрос разработки зданий, в которых функциональность и комфортность сочетались бы с энергоэффективностью и экологичностью. Так что, проводя анализ последних инновационных проектов в области строительства, можно с достаточной точностью предсказать, какими они будут – дома будущего.
Стены с интеллектом
Без сомнения, современные высокие технологии будут все основательнее проникать в строительство, как они уже завоевали авиа- и автомобилестроение и даже бытовую технику. Логичным развитием такой интеграции здания и микроэлектроники станет так называемое «интеллектуальное» жилище. Его главная особенность – в возможности управлять практически всеми процессами в доме с помощью единой компьютерной сети.
Примером практически законченной концепции электронного жилища является «Дом будущего» (Future Life House), построенный компанией IBM в Цюрихе. Решение включает в себя домашнюю сеть, имеющую выход в Интернет, связь с системами спутникового вещания и подключенные по беспроводным каналам бытовые устройства.
Интеллектуальная кухня этого дома отслеживает энергопотребление бытовых приборов, позволяя свести расходы электроэнергии к минимуму. Этому способствуют и солнечные батареи, расположенные на крыше и на газонах.
Даже в отсутствие хозяев такое жилище позаботится о максимально возможной экономии электроэнергии. В этом случае необходимая температура внутри помещения будет поддерживаться на минимальном безопасном уровне. А непосредственно перед приездом хозяев с помощью таймера или по звонку с мобильного телефона, температура поднимется до комфортного уровня.
Также концепция «электронного» дома предусматривает регулировку климата помещений в соответствии с уличной температурой и оптимизацию освещения – в зависимости от времени суток индивидуально для каждой комнаты.
Особое место в «Доме будущего» от IBM отведено поддержанию здорового микроклимата в жилых помещениях. В каждой комнате имеется кондиционер с ионизатором воздуха, с помощью которого поддерживается комфортный уровень влажности. Как известно, недостаточная или избыточная влажность оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека.
Ионизатор работает совместно с системой контроля климата и в случае необходимости открывает окна для насыщения дома свежим воздухом. Система подключена к серверу гидрометеоцентра и может автоматически включать отопление, если прогнозируется похолодание.
По оценкам специалистов, в настоящее время оснащение «интеллектуальной» автоматикой загородного дома или большой квартиры обойдется в сумму от 8 до 150 тыс. долларов, в зависимости от объема технических решений и сложности систем. Со временем, разумеется, такие инновации станут гораздо доступнее.
В гармонии с природой
Многие современные новации в области строительства направлены на то, чтобы человеческие поселения приносили как можно меньше ущерба окружающей среде. Примером домов, которые в будущем позволят нам жить в гармонии с природой, в то же время не лишая себя привычного комфорта, являются так называемые жилища «нулевой энергии» (zero energy house) или «пассивные» дома (passive house), объединяемые общим термином «энергоэффективные дома».
Концепция «пассивного» дома - один из самых значительных прорывов в строительстве. Такой дом не зависит от внешних источников энергии. Это становится возможным благодаря рациональному использованию источников тепла и энергии самого дома и окружающей его территории. Аварийное отопление (на случай длительных морозов), система горячего водоснабжения, электропитание пассивного дома осуществляются за счет энергии природных источников. Кроме того, максимально используется тепло от бытовых приборов, стоков, естественное тепло обитателей дома. Наиболее совершенные проекты учитывают даже ориентацию по сторонам света и розе ветров. При этом теплопотери предотвращаются благодаря конструктивным особенностям здания, использованию энергосберегающих технологий и высокоэффективных теплоизоляционных материалов.
Первым «пассивным» домом стало здание Учебного Центра по изучению окружающей среды (Огайо, США). Причем проект постоянно совершенствуется - разработчики рассчитывают к 2020 году довести здание до климатической нейтральности, то есть оно не будет нуждаться во внешних источниках энергии и воды.
Еще один дом «нулевой энергии» Glass & Bedolla House в Чикаго построен американской компанией Zoka Zola. Здесь были применены едва ли не все известные на сегодня решения: солнечные электрические батареи и солнечные теплоколлекторы, ветрогенератор и геотермальный источник тепла (зимой) и холода (летом). Тщательно продумана ориентация помещений и окон по отношению к солнцу, с учётом смены его высоты над горизонтом в разные времена года. Помимо того, применены эффективные и долговечные теплоизоляционные решения.
Аналогичный принцип – наибольшей экономии энергии за счет солнца - использован и в новом жилом комплексе «Солнцеград». В настоящее время он вводится в эксплуатацию на востоке Москвы, в 2-х километрах от столицы. Одной из его особенностей является линейная архитектура района. Это уникальное расположение домов, линии которых находятся под углом в 15 градусов друг к другу и постоянно освещаются солнцем. Окна ориентированы так, чтобы максимально использовать естественное освещение.
На счету каждый джоуль
Несложно заметить, что концепции «интеллектуальных» и «пассивных» домов направлены, в том числе, и на всестороннюю экономию энергии. Решений для этого придумано немало - от «зеленой» крыши, где слой растений помогает зданию удержать тепло зимой и прохладу летом, до солнечных коллекторов на крыше и фасаде здания.
Однако наиболее рациональным способом снизить расход энергии в доме считается использование комплексных теплоизоляционных решений. Здание будто одето в шубу из высокоэффективных теплоизоляционных материалов, позволяя поддерживать благоприятную температуру даже без системы отопления.
Хорошим примером, иллюстрирующим все возможности качественной теплоизоляции, является построенный в Дании Исследовательский Центр Группы компаний ROCKWOOL, мирового лидера в области производства решений из негорючей теплоизоляции на основе каменной ваты.
При строительстве этого здания применен ряд инженерных решений, полностью исключивших возможность появления «мостиков холода». Теплопотери в ограждающих конструкциях радикально сокращаются с помощью теплоизоляции из каменной ваты. Также в Центре применены трехслойные окна с низкой теплопроводностью и организована естественная вентиляция, оптимизируемая с помощью компьютерной системы. Эти решения позволили создать одно из наиболее энергоэффективных зданий в мире.
Широко известен и еще один масштабный проект строительства и эксплуатации пассивных зданий. Финский район Viikki в Хельсинки представляет собой экологически чистую территорию сельского типа площадью 1132 га. Строительство демонстрационного энергоэффективного района Ekoviikki проводилось в соответствии с программой Thermiе Европейского сообщества. Здесь происходит долгосрочная апробация эффективности энергосберегающих технологий в реальных условиях с тем, чтобы использовать накопленный опыт для строительства «пассивных» домов по всей Европе.
При строительстве микрорайона были применены современные системы утилизации и рекуперации тепла, а также солнечные коллекторы на системах горячего водоснабжения, автоматизированные системы жизнеобеспечения и эффективная теплоизоляция в ограждающих конструкциях. Энергопотребление в домах не превышает 15 кВт*ч/м3 в год. Результаты эксперимента доказывают, что даже в суровых климатических условиях такие энергоэффективные дома обеспечивают комфорт для живущих в них людей.
Будущее строится сегодня
Итак, технологии и материалы, которые позволяют строить энергоэффективные и экономичные дома нового поколения, уже доказали свою действенность. Экономическая целесообразность возведения таких зданий также не вызывает сомнения, особенно у практичных европейцев. По расчетам экспертов ROCKWOOL, затраты на отопление и содержание зданий могут быть сокращены в два-три раза – потребуются лишь капиталовложения в качественную теплоизоляцию, незначительные по сравнению со стоимостью самого дома. Все это свидетельствует о том, что дом через полвека будет таким, каким мы построим его сегодня - теплым, комфортным, не приносящим урона ни карману владельца, ни окружающей среде.