Պասիվ տուն

Պասիվ տուն, էներգախնայող տուն կամ էկոտուն (), տուն որի հիմնական առանձնահատկությունը էներգիայի ցածր սպառումն է՝ էներգիայի պասիվ խնայողության մեթոդների օգտագործման պատճառով։

Նկարագրություն 

Էլեկտրաէներգիայի և ջեռուցման գների բարձրացման պայմաններում բնակարանային կոմունալ կենցաղային ծախսերի հարցը սուր է։ Օբյեկտի էներգաարդյունավետության ցուցանիշը ջերմային էներգիայի կորուստն է մեկ քառակուսի մետրի համար (կՎտժ/մ²) «տարեկան կամ ջեռուցման սեզոնի ընթացքում»։ Միջինում, Գերմանիայում սովորական շենքը սպառում է 100-120 կՎտժ/մ²։ Շենքը համարվում է էներգաարդյունավետ, եթե այդ ցուցանիշը ցածր է 40 կՎտժ/մ²-ից։ Պասիվ տների համար այս ցուցանիշն ավելի ցածր է`մոտ 10 կՎտժ/մ²։ Այն շենքերը, որոնք կառուցված են էներգախնայողության տեխնոլոգիայի ստանդարտների և նորմերի համաձայն, կարող են խնայել կոմունալ ծառայությունների դիմաց վճարման ընդհանուր գումարի մինչև 70% -ը։ Նման տան օգտագործման արդյունավետությունը կբարձրանա ոչ միայն շենքի հատուկ ստանդարտների փոփոխության պատճառով, այլև էլեկտրաէներգիայի սպառման որոշ սկզբունքների վերանայման պատճառով, օրինակ, LED լամպերի և LCD հեռուստացույցների օգտագործման միջոցով։ Էներգաարդյունավետ տան հիմնական խնդիրն էներգիայի ծախսերի կրճատումն է, հատկապես ձմռան ամիսներին։ Էներգիայի կորուստները կարող են կրճատվել ժամանակակից նյութերի և տեխնոլոգիաների օգնությամբ։ Առաջին բանը, որից պետք է սկսել, ջերմային արտահոսքի հայտնաբերումն է։ Սառը կամուրջները խլում են ամբողջ տան ջերմության զգալի մասը։ Հետևաբար, շատ կարևոր է նման տեղեր գտնել պատերի, տանիքների, պատուհանների և դռների խստության մեջ։ Պասիվ տան հիմնական տեխնիկական առանձնահատկությունը կարելի է անվանել ջերմամեկուսացման շարունակական միացում՝ հիմքից մինչև տանիք։ Էներգիայի նվազեցված սպառումն իրականացվում է հիմնականում շենքի ջերմության կորուստը նվազեցնելու միջոցով։
Պասիվ տան ճարտարապետական գաղափարը հիմնված է հետևյալ սկզբունքների վրա. Կոմպակտություն, որակյալ և արդյունավետ մեկուսացում, նյութերում և հանգույցներում սառը կամուրջների բացակայություն, շենքի ճիշտ երկրաչափություն, հորիզոնի կողմերի նկատմամբ ճիշտ կողմնորոշում։ Պասիվ տան ակտիվ մեթոդներից պարտադիր է մատակարարման և արտանետվող օդափոխության համակարգի օգտագործումը և վերականգնումը։ 

Լավագույնս, պասիվ տունը պետք է լինի անկախ էներգահամակարգ, որն ընդհանրապես ոչ մի ծախս չի պահանջում հարմարավետ ջերմաստիճանը պահպանելու համար։ Պասիվ տան ջեռուցումը պետք է պայմանավորված լինի այնտեղ ապրող մարդկանց և կենցաղային տեխնիկայի կողմից առաջացած ջերմությամբ։ Եթե անհրաժեշտ է լրացուցիչ «ակտիվ» ջեռուցում, ցանկալի է օգտագործել այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ։ Տաք ջրամատակարարումը կարող է ապահովվել նաև վերականգնվող էներգիայի կայաններով՝ երկրաջերմային պոմպերով կամ արևային ջրատաքացուցիչներով։ Ենթադրվում է նաև, որ շենքի հովացման / օդորակման խնդիրը պետք է լուծվի համապատասխան ճարտարապետական լուծման միջոցով, և եթե լրացուցիչ հովացում է պահանջվում, ապա այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների միջոցով։

Երբեմն «պասիվ տան» սահմանումը շփոթվում է «խելացի տուն» համակարգի հետ, որի հիմնական առանձնահատկությունը շենքի ինժեներական սարքերի ավտոմատացումն է (անվտանգություն, վարագույրներ, ջեռուցում և այլն)։ Տարբեր է նաև «ակտիվ տան» համակարգը, որը բացի այն, որ քիչ էներգիա է ծախսում, այն նաև այնքան է առաջացնում, որ կարող է ոչ միայն ինքն իրեն ապահովել, այլև տալ կենտրոնական ցանցին (դրական էներգիայի հաշվեկշռով տուն)։

Պատմություն

Էներգախնայող շենքերի զարգացում 
Էներգախնայող շենքերի զարգացումը գալիս է  հյուսիսային և սիբիրյան ժողովուրդների պատմական մշակույթից, ովքեր ձգտում էին կառուցել իրենց տները այնպես, որ նրանք արդյունավետորեն պահեն ջերմությունը և սպառեն ավելի քիչ ռեսուրսներ։ Բնակելի տների նյութական և էներգախնայող կլոր ձևը (վրան, յուրտ և այլն), ինչպես նաև արդյունավետ ջերմամեկուսիչ նյութերից (կենդանիների կաշի) պատրաստված թաղիքը, պասիվ տան տեխնոլոգիայի նախատիպեր են։ Պասիվ տան էներգախնայողության ավելացման տեխնիկայի դասական օրինակ է ռուսական վառարանը, որը բնութագրվում է հաստ պատերով, որոնք լավ են պահում ջերմությունը և ունի ծխնելույզ՝ պտտվող համակարգով։ 

Շենքերի էներգաարդյունավետությունը բարելավելու ժամանակակից փորձերը ներառում են 1972 թվականին Նյու Հեմփշիր նահանգի Մանչեսթեր քաղաքում (ԱՄՆ) կառուցված շենքը։ Այն ուներ խորանարդի ձև, որն ապահովում էր արտաքին պատերի նվազագույն մակերես, ապակեպատման տարածքը չէր գերազանցում 10% -ը, ինչը հնարավորություն էր տալիս կրճատել ջերմության կորուստները՝ ծավալային պլանավորմամբ։ Հյուսիսային ճակատին ապակեպատում չկար։ Հարթ տանիքը ծածկված էր բաց գույներով, ինչը նվազեցնում էր դրա տաքացումը և ջերմ սեզոնում նվազեցնում օդափոխության պահանջները։ Շենքի տանիքում տեղադրված էին արևային վահանակներ։

1973-1979 թվականներին Ֆինլանդիայի Օտանիեմի քաղաքում կառուցվեց ECONO-HOUSE համալիրը։ Շենքում, բացի տարածքի ծավալային պլանավորման բարդ լուծումից, հաշվի առնելով տեղանքի և կլիմայի առանձնահատկությունները, օգտագործվել է հատուկ օդափոխության համակարգ, որում օդը տաքանում էր արևի ճառագայթման միջոցով, որի ջերմությունը պահպանվում էր հատուկ երկկողմանի պատուհանների և շերտավարագույրների առկայությամբ։ Բացի այդ, շենքի ջերմափոխանակման ընդհանուր սխեմայի մեջ արևային վահանակների և երկրաջերմային էներգիայի սարքավորումների ներառմամբ, ապահովվում էր էներգախնայողությունը։ Շենքի տանիքի լանջերի ձևի համար հաշվի էին առել շինհրապարակի լայնությունը և տարվա տարբեր ժամանակներում արևի լույսի անկման անկյունները։

Կառուցվածքը 
Պասիվ տան  հետաքրքիր սխեմա առաջարկվեց 1988 թվականի մայիսին Դարմշտադում (Գերմանիա), «Պասիվ տան ինստիտուտի» հիմնադիր դոկտոր Վոլֆգանգ Ֆայստը և Լունդի համալսարանից (Շվեդիա) պրոֆեսոր Բո Ադամսոնը։ Հայեցակարգը մշակվել է Գերմանիայի Հեսսեն նահանգի կողմից ֆինանսավորվող բազմաթիվ հետազոտական նախագծերում։

1996-ին Դարմշտադում հիմնադրվեց «Պասիվ տան ինստիտուտը»։ 

«Կանաչ» և «պասիվ տուն» հասկացությունները հաճախ շփոթում են։ Պասիվ և էկոլոգիապես մաքուր տան  անվան տակ հաճախ նկատի ունեն ավանդական բնական նյութերից կամ վերամշակված թափոններից կառուցված տներ`գազավորված բետոն, փայտ, քար, աղյուս, չնայած այն բանին, որ քարե տները ցուրտ են, իսկ որոշ ժամանակակից տաքացուցիչներ բնական նյութեր չեն։ Վերջերս պասիվ տները հաճախ կառուցվում են անօրգանական թափոնների`բետոնի, ապակու և մետաղի մշակման արտադրանքներից։ Գերմանիայում կառուցվել են հատուկ գործարաններ` որոնք այդպիսի թափոններից վերմշակում են շինանյութեր՝ շենքերի էներգախնայողության ու էներգաարդյունավետության համար։

Ջերմամեկուսացում

Ստանդարտ տների պատվածքային ու թաղանթային կառույցները (պատերը, պատուհանները, տանիքը, հատակը) ունեն բավականին բարձր ջերմափոխանակման գործակից։ Սա հանգեցնում է զգալի կորուստների։ Օրինակ`սովորական աղյուսով շենքի ջերմության կորուստը` տարեկան 250-350 կՎտ/ժամ է 1 մ² ջեռուցվող տարածքից։
Ջերմամեկուսացվում են ոչ միայն պատերը, այլև առաստաղը, վերնահարկը, նկուղը և նույնիսկ հիմքը։ Ամենայն ուշադրությամբ հետևում են, որպեսզի կառուցման ընթացքում
չմնան «սառը կամրջակներ», որոնք տաքացվող շենքի սառեցման պատճառ են դառնում։ Օգտագործելով նման տեխնոլոգիաներ՝ հնարավոր է ջերմային կորուստը նվազեցնել
գրեթե 20 անգամ։ Պատուհանները հերմետիկ են, ապակիներն ունեն հատուկ թաղանթ, որը դրսից թողնում է լույսը և ջերմությունը, իսկ ներսից անդրադարձնում է դրանք։
Ամենախոշոր պատուհանները ուղղված են դեպի արևոտ կողմ։

Ներքին ջերմամեկուսացումը անցանկալի է, քանի որ այն նվազեցնում է տարածքների ջերմային իներցիան և կարող է հանգեցնել ջերմաստիճանի զգալի տատանումների, հատկապես, երբ արևային ջերմությունը մտնում է պատուհաններից։ Ջերմաֆիզիկայի տեսանկյունից առավել արդյունավետ է նաև ջերմամեկուսացումը դրսից, քանի որ այս դեպքում օժանդակ կառույցները միշտ գտնվում են դրական ջերմաստիճանի և օպտիմալ խոնավության գոտում։ Իրականացվում է նաև «սառը կամրջակների» վերացում երեսապատող կառույցներում։ Արդյունքում, պասիվ տներում փակ մակերեսների միջոցով ջերմության կորուստը չի գերազանցում տարեկան 15 կՎտ/ժ-ը 1 մ² ջեռուցվող տարածքի դիմաց`գրեթե 20 անգամ ցածր, քան սովորական շենքերում։

Պատուհաններ

Պատուհանների միջոցով ջերմության կորուստները բաժանվում են ճառագայթման (ճառագայթում ինֆրակարմիր տիրույթում տնից դեպի դուրս), կոնվեկցիա (գազ միջգլասային տարածքում) և ջերմահաղորդակցում (գազ, ապակի) ջերմության տեղափոխող։ Ճառագայթահարումը կազմում է ջերմության կորստի երկու երրորդը, մնացածը՝ կոնվեկցիան է և ջերմահաղորդակցությումը։ Պասիվ տունն օգտագործում է առաջադեմ էներգաարդյունավետ պատուհաններ։ Հերմետիկ փակ երկկողմանի պատուհաններ, երկփեղկ կամ եռափեղկ, լցված ցածր ջերմահաղորդիչ արգոնով կամ կրիպտոնով`տաք հեռավար շրջանակով (մետաղի փոխարեն, որը սառը կամուրջ է հանդիսանում, օգտագործում է պոլիմեր կամ պլաստմասսա)։

Երբեմն պատուհաններին տեղադրվում են փեղկեր, վարագույրներ կամ շերտավարագույրներ`լրացուցիչ ջերմամեկուսացման համար։

Ամենամեծ պատուհանները նայում են դեպի հարավ (հյուսիսային կիսագնդում) և ձմռանը միջինից ավելի շատ ջերմություն են բերում, քան կորցնում։ Պատուհանների կողմնորոշումը դեպի արևելք և արևմուտք նվազագույնի է հասցվում`ամռանը օդորակման էներգիայի ծախսերը նվազեցնելու համար։

Միկրոկլիմայի կարգավորում 

Այսօր պասիվ տների կառուցման տեխնոլոգիան միշտ չէ, որ թույլ է տալիս հրաժարվել ակտիվ ջեռուցումից կամ հովացումից, հատկապես այն շրջաններում, որոնք ունեն մշտապես բարձր կամ ցածր ջերմաստիճան կամ էլ ջերմաստիճանի կտրուկ անկում, ինչպես ցամաքային կլիմա ունեցող զոնաներում։ Այնուամենայնիվ, պասիվ տան օրգանական մասը ջեռուցման, օդորակման և օդափոխման համակարգն է, որն ավելի արդյունավետ է օգտագործում ռեսուրսները, քան սովորական տներում։

Օդափոխություն 

Սովորական տներում օդափոխությունն իրականացվում է օդի շարժման բնական ինդուկցիայի պատճառով, որը սովորաբար սենյակ է մտնում պատուհանների հատուկ օդափոխիչ փականներով և հանվում պասիվ օդափոխության համակարգերով, որոնք տեղակայված են խոհանոցներում և լոգասենյակներում։

Էներգախնայող շենքերում օգտագործվում է ավելի բարդ համակարգ՝ բաց անցքերով պատուհանների փոխարեն օգտագործվում են ձայնամեկուսիչ հերմետիկ փակ երկկողմանի պատուհաններ, իսկ տարածքների մատակարարումն ու արտանետվող օդափոխումը կատարվում են կենտրոնականորեն ջերմության վերականգնման միավորի միջոցով։ Լրացուցիչ էներգաարդյունավետության կարելի է հասնել, եթե օդը դուրս գա տնից և մտնի այն ջերմափոխանակիչով հագեցած ստորգետնյա ծորանով։ Ջերմափոխանակիչում տաքացած օդը տաքություն է հաղորդում սառը օդին։

Ձմռանը սառը օդը մտնում է ստորգետնյա օդային ծորան՝ տաքանալով երկրագնդի տաքության հաշվին, ապա մտնում վերականգնիչ (ռեկուպերատոր) ։ Վերականգնիչի մեջ վերամշակված սենյակային օդը տաքացնում է ներս մտնող օդին և արտամղվում դուրս։ Տուն մտնող տաքացված մաքուր օդը արդյունքում ունենում է մոտ 17°C ջերմաստիճան։

Ամռանը ստորգետնյա օդատար մտնող տաք օդը հովանում է հողի հետ շփումից`դառնալով նույն ջերմաստիճանի։ Նման համակարգի շնորհիվ պասիվ տանը անընդհատ պահպանվում են հարմարավետ պայմաններ։ Միայն երբեմն անհրաժեշտ է օգտագործել ցածր էներգիայի տաքացուցիչներ կամ օդափոխիչներ`ջերմաստիճանի նվազագույն վերահսկման համար։

Լուսավորություն 

Կարող են օգտագործվել լուսադիոդային LED բլոկներ։

Արժեքը 
Ներկայումս էներգաարդյունավետ տուն կառուցելու գինը մոտ 8-10% -ով բարձր է սովորական շենքի միջինից։ Շինարարության լրացուցիչ ծախսերը մարվում են 7-10 տարվա ընթացքում։ Միևնույն ժամանակ, շենքի ներսում ջրային ջեռուցման խողովակներ, կաթսաներ, տեղադրելու, վառելիք պահեստավորող բաքեր կառուցելու և այլնի կարիք չկա։

Տարածվածությունը 

Ամբողջ աշխարհում, մինչ 2006 թվականը, կառուցվել է ավելի քան 6000 պասիվ տուն, գրասենյակային շենքեր, խանութներ, դպրոցներ, մանկապարտեզներ։ Նրանց մեծ մասը տեղակայված է Եվրոպայում։

Եվրոպական մի շարք երկրներում (Դանիա, Գերմանիա, Ֆինլանդիա և այլն) մշակվել են հատուկ նպատակային պետական ծրագրեր՝ կանոնավոր շինարարության բոլոր օբյեկտները պայմանականորեն պասիվ մակարդակի հասցնելու համար (ծայրահեղ ցածր սպառման տներ՝ մինչև 30 կՎտժ/մ² մեկ տարվա ընթացքում)։

Գերմանիա 
Գերմանիան առաջին անգամ կանոնակարգեր մտցրեց շենքերի ջերմամեկուսացումը բարելավելու համար 1979 թ. (Wärmeschutzverordnung, WSchV): Այս կանոնները ուժը կորցրած են ճանաչվել 2002 թվականին ՝ «Էներգիայի պահպանման մասին» հրամանագրով (Energieeinsparverordnung, EnEV), որով սահմանափակվում է նորակառույց շենքերի էներգիայի սպառման չափը, կամ վերակառուցման ենթակա գործող շենքերը պետք է հաստատված լինեն սահմանված նվազագույն էներգիայի համար։ 2008 թվականից (EnEV կանոնակարգ 2007) կիրառվում է շենքերի և բնակարանների պարտադիր, իսկ 2009 թվականից ոչ բնակելի տարածքների` էներգիայի սպառման պիտակավորումը։ 2009 թվականին EnEV նոր կանոնակարգի ներդրմամբ նվազագույն ստանդարտը խստացվեց 30% -ով։ Ցածր էներգիայի շենքերի կառուցումն ու ձեռքբերումը հովանավորվում է KfW- ի կողմից, որը ավելի ցածր տոկոսադրույքով վարկեր է տրամադրում։

Շվեյցարիա 
Օգտագործվում են Միներժի (fr. Minergie) շենքի ազգային ստանդարտը և գծանշումները։ Ստանդարտը պարտադիր չէ և սահմանում է էներգիայի ընդհանուր սահմանը շենքի ջեռուցման, տաք ջրի, օդափոխության և օդորակման համար։ Նոր բնակելի շենքի էներգիայի առավելագույն սպառումն է 38 կՎտժ/մ² տարի, իսկ վերանորոգված շենքի համար` 60 կՎտժ/մ² տարի` 2008 թվականից ի վեր (նախկինում նորմերը համապատասխանաբար 42 կՎտժ/մ² տարի և 80 կՎտժ/մ² տարի էին)։ 2003-ին ներդրվեց Minergie-P ստանդարտը (համապատասխան պիտակավորմամբ) պասիվ տների համար, որոնք սովորական տան համեմատ սպառում են միջինը 10% էներգիա։ Բնակելի շենքի էներգիայի առավելագույն սպառումն է 30 կՎտժ/մ² տարեկան։ Երկու ստանդարտներն էլ տարածվում են այլ նպատակների համար շենքերի վրա (առևտրային, արդյունաբերական և այլն)։ Նման տան արժեքը 10-15% -ով ավելի բարձր է, քան սովորական տան արժեքը ։

Ֆրանսիա 
RT2005- ի կանոնակարգի համաձայն (2011 թ. Հոկտեմբերի 28-ից - RT2012), ցածր էներգիայի տունը պետք է էներգիա սպառի ջեռուցման, հովացման, օդափոխության, տեխնիկական տաք ջրի, լուսավորության, պոմպերի և այլնի արտադրության համար`ոչ ավելի քան 80% -ը, ըստ կանոնակարգի։ 2006 թ.-ին հիմնադրվեց «Effinergie» ազգային ասոցիացիան `նպաստելու ցածր էներգիայի տների կառուցմանը։ 2007-ին մշակված BBC-Effinergie ծրագրի շնորհիվ էներգիայի սպառումը երկու տարվա ընթացքում միջին հաշվով նվազել է 50-ից 40 կՎտժ/մ²։

Ֆինլանդիա 
1978 թվականին ցածր էներգիայի տուն կառուցած առաջին ճարտարապետը ֆինն Բրունո Երատն էր։ Նա օգտագործել է արևային տաքացուցիչներ։ Ըստ ֆին շինարարների խոսքերի, մեծ  ջանքեր են գործադրվում ցածր էներգիայի շինարարությունը գերիշխող դեր դարձնելու, մինչև 2015 թվականը, իսկ պասիվ  տաքացվող տների շինարարությունը՝ մինչև 2020 թվականը։ 1970-2007 թվականներին ընկած ժամանակահատվածում ջերմության սպառումը Հելսինկիում նվազել է մեկ երրորդով` նոր շինարարության մեջ ջերմամեկուսացման օգտագործման և առկա շենքերի էներգաարդյունավետության բարելավման արդյունքում, օրինակ` պատուհանների փոխումը, սենյակի ջերմաստիճանի ավտոմատ կարգավորում և տաք ջրի սպառման նվազում։

ԱՊՀ երկրներ 
Ռուսաստանում սովորական բնակելի շենքերում տարեկան էներգասպառումը կազմում է 400-600 կՎտժ/մ²։ Ակնկալվում էր, որ այս ցուցանիշը մինչև 2020 թվականը կկրճատվեր 45%-ով։

Մոսկվայում մի քանի փորձարարական շենքեր արդեն կառուցվել են պասիվ տան տեխնոլոգիայի միջոցով (բնակելի շենք Նիկուլինո-2-ում)։ Այս տան տաք ջրամատակարարման համակարգը օգտագործում է հողի ջերմությունը և արտանետվող գազերը, ինչը 32% -ով նվազեցնում է ջերմային էներգիայի սպառումը։ Նման տան համար ցուցադրական նախագիծ է իրականացվել նաև Սանկտ Պետերբուրգի մոտակայքում։ Սանկտ Պետերբուրգի մերձակայքում սկսվել է առաջին պասիվ տների բնակավայրի շինարարությունը։

Նիժնի Նովգորոդում կառուցվեց ցուցադրական պասիվ տուն`օգտագործելով արևային կոլեկտորներ, ջերմային պոմպ, ուղղահայաց քամու գեներատորներ և օդի փոխանակման վերականգնումով համակարգ։

Հատուկ սերտիֆիկատ ունեցող պասիվ տունը կառուցվել է Ռուսաստանում 2011 թվականին «Մոստրոյ -31» -ի կողմից՝ Թոմաս Քնեխտի նախագծի համաձայն։ Ջեռուցման համար ջերմային էներգիայի սպառումը կազմում է 24 կՎտժ/մ²  մեկ տարվա ընթացքում։

Առաջին պասիվ տունը Ուկրաինայում կառուցվել է 2008 թվականին։ Նախատեսվում է ևս 3 պասիվ տների կառուցում Ուկրաինայի տարբեր քաղաքներում։

Էկոլոգիա 
Կանադական միջին տնակը տարեկան արտադրում է 5-7 տոննա ջերմոցային գազեր։ ԱՄՆ տները տարեկան արտադրում են մոտ 278 միլիոն տոննա ջերմոցային գազեր։ Պասիվ տները կարող են զգալիորեն նվազեցնել այդ արտանետումները։

Տների կառուցման պասիվ տեխնոլոգիաները կարող են զգալիորեն նվազեցնել էներգիայի սպառումը։ Օրինակ ՝ 1990-ականներին Գերմանիայում բնակարանային և կոմունալ ծառայությունների ոլորտում էներգիայի սպառումը նվազել է 3% -ով։ Իսկ Մեծ Բրիտանիայի տնային տնտեսությունները սպառում են երկրի ընդհանուր էներգիայի մոտ 30% -ը։

Տես նաև 
 Ակտիվ տուն
 Զրոյական էներգիա սպառող տուն

Ծանոթագրություններ

Գրականություն

Արտաքին հղումներ 
 Под Ярославлем построят деревянный коттеджный поселок REGNUM

Էներգետիկա
Էներգիայի աղբյուրներ
Կայուն զարգացում
Շինարարություն
Բնակավայրեր ըստ երկրի
Տուն (շինություն)
Շենքեր և կառույցներ
Էներգիայի տնտեսություն