Энергоэффективный дом

Примерно в то же самое время, в США и Канаде получила развитие концепция "здания с нулевым энергопотреблением" (ZEB, Zero Energy Building). В целом концепция ZEB имеет ряд сходных черт со стандартом пассивного дома (Passivhaus), но существует и ряд отличий. ZEB уделяет повышенное внимание использованию альтернативных источников энергии, например, ветровых генераторов или солнечных батарей на основе фотоэлектрических преобразователей.

1. Экспериментальные энергетически эффективные здания

В рамках ZEB в США уже построено несколько экспериментальных энергетически эффективных зданий. Одно из них — жилой дом в городе Хоупвелл (Hopewell), штат Нью-Джерси (New Jersey). Интерес представляет тот факт, что дом этот является полностью энергонезависимым. Он практически сразу же был назван "идеальным" или "солнечно-водородным".

Этот дом был построен американским инженером Майком Стризки (Mike Strizki), который и прославился на весь мир благодаря этому проекту. С технологией ему помогли компании Sharp, Swagelok (http://www.swagelok.com/) и Proton Energy Systems (http://www.protonenergy.com/).

Летом солнечные батареиобеспечивают на 60% больше энергии, чем необходимо для комфортного проживания. Избыток идет на расщепление воды и получение водорода, который используется для обогрева в холодные месяцы, когда солнечного тепла недостаточно (подробнее об этом проекте см. http://www.hopewellproject.org/pages/project.html).

Осенью 2006 года дом перешел на полностью автономное энергообеспечение, в результате чего Майк Стризки с тех пор не платит ни цента ни за электричество, ни за газ, ни даже за бензин. Автомобиль Майка работает на водородном двигателе и был выпущен на заводах Форда в количестве всего 10 экземпляров для проверки того, как он поведет себя в "крэш-тестах".

Каждый экспериментальный экземпляр обошелся Форду в три миллиона долларов. Майк Стризки ездит на этом автомобиле, начиная с 2000 года. Автомобиль этот действительно экологически чист — на выхлопе у него чистая вода, а для заправки его водородом Майку требуется не больше 10 минут. (В настоящее время экспериментальные экземпляры "водородных автомобилей" производят многие крупнейшие корпорации, включая Toyota, Honda, BMW, Renault. Что же касается крэш-тестов, то они показали, что автомобили на водороде будут безопаснее бензиновых. См. http://www.rosinvest.com/news/36468/.

2. Развитие водородной автомобильной инфраструктуры

Естественно, чтобы такие автомобили получили распространение, необходимо и соответствующее развитие водородной автомобильной инфраструктуры. И такая инфраструктура уже создается — так, к концу 2006 года во всем мире функционировало более 140 водородных автомобильных заправочных станций. Из общего количества заправочных станций, построенных в 2004—2005 году, всего 8% работают с жидким водородом, остальные с газообразным. В США и Канаде развиваются так называемые "водородные шоссе" — см. http://www.hydrogenhighway.ca.gov)

Все энергетическое хозяйство этого "солнечно-водородного дома" состоит из 56 солнечных панелей, которыми оборудована крыша гаража. В том же гараже у Майка стоит электролизер: семейству Майка необходимо в среднем 10 кВтч электричества на один день, в то время как в обыкновенный летний день солнечные батареи дают до 90 кВтч. Избыточную электроэнергию Майк запасает в виде газообразного водорода и хранит его в баллонах. Батарея топливных элементов, которые соединяют водород с килородом, вырабатывая электричество, расположена рядом с гаражом. На всякий случай, у Майка всегда есть 100 полностью заряженных аккумуляторов.

Необходимо отметить, что запуск в серию зданий с нулевым энергопотреблением сегодня сложен по причине высокой стоимости некоторых инженерных решений. Так, строительство небольшого по площади "солнечно-водородного" дома Майка Стризки в Хоупвелле обошлось ему в сумму порядка полумиллиона долларов США (100 тыс. долл. личных накоплений + 400 тыс. долл. гранта, полученного от New Jersey Board of Public Utilities(см. http://en.wikipedia.org/wiki/New_Jersey_Board_of_Public_Utilities)).

3. Целевая общенациональная программа Near-Zero Energy House

За последние годы более широкое распространение получила альтернатива ZEB — целевая общенациональная программа Near-Zero Energy House(NZEH), которая ставит своей целью снижение энергопотребления без перехода к самостоятельному обеспечению энергией. В рамках этой программы наибольшее внимание уделяется пассивным способам снижения энергопотребления: повышению энергетической эффективности ограждающих конструкций, сокращению утечек нагретого воздуха через системы естественной вентиляции и внедрению энергосберегающих архитектурно-планировочных решений. В процессе реализации NZEH на текущий момент построено несколько сотен энергетически эффективных зданий. Уровень потребления энергии в них снижен на 50% по сравнению с обычными домами.

Основными факторами снижения потребления энергии создатели NZEH считают эффективную теплоизоляцию ограждающих конструкций, которая должна обеспечивать минимальные утечки нагретого воздуха, а также "экономичный" дизайн. Под этим термином подразумевается необходимость проектирования домов с учетом ориентации фасадов по сторонам света, количества и размеров оконных проемов, формы и размеров кровельных выступов. Все эти меры в совокупности способны обеспечить экономию энергии на отоплении зданий вплоть до 60—70%.

Подводя некоторые итоги, можно сказать, что зарубежное энергетически эффективное строительство на данном этапе развивается в русле использования технологий пассивного энергосбережения. Прямое доказательство — концепция Passivhaus и программа NearZero Energy House, в рамках которых осуществляется массовое строительство энергетически эффективных зданий.