Енергетична фортеця під час війни і блекаутів

Два роки тому, у довоєнному 2021, автори блогу вже ділились з читачем своїм досвідом з «краш тесту» ідеального дому в екстремальних умовах, коли в одному з будинків вийшла з ладу система вентиляції-опалення. Незважаючи на відсутність опалення протягом тижня і зовнішній температурі до -17˚C у січні 2021, температура всередині будинку знизилась до +17˚С лише на п’ятий день  «краш тесту», а потім і знову повернулась на стандартні +21˚С ще навіть до приїзду майстра з ремонту рекуператору.

Відтоді автори блогу ділились своїм досвідом з експлуатації ідеального будинку і навіть спромоглися змінити ставлення оточуючих до пасивного будинку. Якщо три роки тому 90% наших друзів і знайомих мали сумніви щодо комфортного проживання у пасивному будинку взимку без традиційної системи опалення, то в 2023, після року війни з постійними перебоями в енергопостачанні, 99% наших друзів і знайомих хотіли б стати власником або вже побудували собі житло за стандартом Інституту Пасивних будинків Німеччини. 

Насправді, починаючи з 24 лютого 2022, війна повністю змінила підхід до більшості речей і ставлення до них:

1. Сьогодні більшість українців знають справжню ціну «світла». Якщо до війни ставлення до дешевих цін на електроенергію сприймалось як належне, то після використання індивідуальних генераторів протягом щоденних блекаутів значна частина суспільства зрозуміли справжню вартість кожної кіловат-години. Насправді в інтернеті можна знайти багато історій про “непідйомну” вартість генератора, необхідність його регулярного технічного обслуговування, шуму, вихлопних газів і вартості пального для його постійної роботи. Щодо останнього, то тільки вартість бензину або дизелю для роботи генератору під час опалювального періоду 2022-2023 легко сягало до 1000 грн на день, в той час, коли  до війни це було навіть «дорого» за місяць безперебійного 24/7 користування електроенергією від мережі.    
2. Природній газ, який ми нераціонально споживали для створення комфорту власних будинків виявися зброєю, яку росія використала проти української економіки і українців. А риторика окремих популістів, що обіцяли дешевий газ власного видобутку для забезпечення низьких цін для населення зводила нанівець будь-які проекти з утеплення будинків. Постає питання: чи варто змінювати старий бойлер на сучасний або утеплювати будинки, якщо тарифи були низькими протягом останніх 30 років і деякі політики нам продовжують обіцяти низькі тарифи, але за них необхідно лише проголосувати на наступних виборах. Швидка відповідь очевидна – набагато простіше проголосувати “ за”, ніж витратити час і ресурси на підвищення енергоефективності будинку. Але який варіант є кращим для української економіки? Продати газ населенню за дешевими тарифами з «нульовим» впливом на ВВП чи створити нові робочі місця і додаткову вартість в секторі утеплення будинків, продати зекономлений газ європейським споживачам за тарифами втричі вищими ніж для населення Україні і вкласти додатковий прибуток у відбудову України?   
3. Під час війни багато українців також відчули на собі справжню ціну відсутності електроенергії і опалення, особливо в багатоповерхових будинках. Насправді, відсутність утеплення у старих багатоповерхівках і відсутність опалення взимку протягом декількох годин,  призводило до стрімкого зниження температури всередині будинку, а підйом дитячого візочка  чи  каністри з бензином на 13 поверх без ліфту за відсутності електроенергії ставав нетривіальним завданням. Під натиском ракет атакуючих  об’єкти енергетичної інфраструктури, московія хотіла перекласти проблеми на плечі простих українців, змусивши нас здатися. Цікавим є також результати досліджень групи експертів, які довели, що російські удари по енергетичним об’єктам ставили за мету завдати найбільшої шкоди саме цивільному населенню, адже блекаути в багатьох випадках  супроводжувався відсутністю інтернету, постачання тепла, холодної і гарячої води.

Отже, загарбницька війна росії проти України відкрила українцям очі на багато речей і їх справжню вартість. Реальну вартість енергоресурсів, енергонезалежності і необхідності сучасних технологій для комфортного життя. У попередньому блозі автори вже наводили розрахунки, що пасивний будинок навіть за умови тарифів діючих до війни, заощаджує своїм власникам більш , ніж 50 тис дол. США протягом наступних 50 років і робить свій внесок в енергонезалежність України.  Але що ж може запропонувати ідеальний дім своїм власникам під час війни крім економії на енергоресурсах? Відповідь на це питання може надати останнє дослідження Інституту пасивних будинків Німеччини.

 Як і «краш тест» ідеального будинку на початку 2021, Інститут провів дослідження температури всередині трьох будинків за умови виходу з ладу системи опалення під час зими:

1) звичайного старого будинку,

2) нового будинку побудованого за національними стандартами Німеччини і

3) пасивного будинку (що є найвищим рівнем енергоефективності житла).

Порівняльний графік наочно ілюструє зміну температури  всередині ідентичних за розміром  будинків (120м_²) і зовнішньої температури (до – 13˚С вночі).

1. У старому будинку температура всередині зменшилась до непридатних до проживання протягом першого ж дня. За тиждень температура всередині опустилась нижче нуля, що призвело до пошкодження  системи опалення та всіх водяних труб;
2. У новому будинку, зведеному за національними стандартами Німеччини, температура знизилась до непридатного до проживання протягом двох днів. На сьомий день, температура всередині будинку знизилась до +9˚С;
3. В пасивному будинку  температура протягом всього тижня залишалась комфортною на рівні +20-21˚С і лише в кінці тижня знизилась до +19˚С (наразі прийнятною температурою в багатьох європейських будинках під час зими, особливо зважаючи на рівень європейських цін на газ).  

Джерело: Інститут Пасивного Будинку Німеччини, Fact Sheet #29/2023

Таким чином, навіть повне виведення з ладу системи опалення під час російської агресії цієї зими,  дозволить мешканцям ідеального дому жити в досить комфортних умовах протягом тижня.

А що ж відбудеться з трьома будинками зазначеними вище, якщо  систему опалення неможливо буде відновити до кінця опалювального періоду? Інститут пасивного будинку Німеччини пропонує відповідь і на це питання. Графік нижче показує, що навіть за умови повного відключення трьох будинків від системи опалення протягом січня-травня, температура всередині пасивного будинку не опускається нижче +15˚С. В той же час, проживання в інших двох будинках є неможливим.

Джерело: Інститут Пасивного Будинку Німеччини, Fact Sheet #29/2023

В попередньому блозі ми вже розповідали, що потреба в тепловій енергії пасивного будинку настільники низька, що при температурі зовнішнього середовища -20˚С для створення комфортних умов (+20˚С) всередині пасивного дому достатньо ввімкнути маленький обігрівач потужністю 200 Вт (в 10 разів менше, ніж потужність звичайної праски) чи запалити 7 свічок з розрахунку на кожні 20м² житлової площі. Тобто, під час опалювального періоду ідеальний будинок взагалі можна опалювати звичайними свічками і це не майбутнє, а сьогоденна реальність застосування новітніх технологій в будівництві.

Тобто, якщо російськи ракети не зможуть вплинути на рівень теплового комфорту пасивного будинку, залишилось вирішити лише питання електропостачання, водопостачання і доступу до інтернету.

Електропостачання.

Результати досліджень групи експертів свідчать, що навіть після найбільших російських атак по об’єктам критичної інфраструктури, українські енергетики робили справжнє диво і відновлювали електропостачання протягом доби. Наразі багато експертів прогнозують значні перебої в електропостачанні протягом опалювального періоду 2023-2024. Багато хто навіть прогнозує вимкнення «світла» за графіком цієї зими, де постачання електроенергії відбувається протягом 4-8 годин, за яким іде аналогічний 4-8-годиннй період відключення. Зважаючи на низькі потреби ідеального будинку в електриці за рахунок LED освітлення і побутової техніки з найвищим класом енергоефективності, потреби в електроенергії під час 4-8 годинних відключень можна легко досягти за рахунок сонячних панелей, електрогенератора і акумуляторів. В ідеальному будинку поєднані всі три технології:

• По-перше, сонячні панелі, хоча їх обсяг генерації є невеликим в зимовий період, забезпечують мінімальні потреби власників  ідеального будинку: світло, інтернет і приготування їжі;
• По-друге, акумулятори можуть заряджатись, як від сонячних панелей, так і від електромережі, і покривають потреби родини в постачанні електроенергії від 8 до 12 годин.
• По-третє, якщо обсяг виробництва сонячними панелями і заряд акумулятора є недостатнім, на допомогу приходить бензиновий генератор, який також за декілька годин роботи може повністю  зарядити акумуляторні батареї.
• Вчетверте, заряджати акумулятори в ідеальному будинку можна вночі за спеціальними тарифами, що є вдвічі нижчими за звичайні тарифи для населення, а споживати цю електроенергію можна вдень, коли тарифи є вищими.

Таким чином, питання електропостачання пасивного будинку навіть під час війни може бути ефективно вирішено за допомогою поєднання акумуляторів і місцевих джерел виробництва електроенергії, таких як сонячні панелі (основного джерела) і бензинового генератора (додаткового джерела). У той же час для реалізації такої схеми будинок має бути максимально енергоефективним. Наприклад, за допомогою акумуляторів і сонячних панелей майже неможливо освітлювати будинок старими  лампами розжарювання (потужністю 100Вт), які і досі можна купити в будь якому супермаркеті, так як вони споживають у 10 разів більше енергії ніж сучасні LED світильники (потужністю 10 Вт).

Водопостачання

Наявність в Ідеальних будинках автономної системи водопостачання і біосептику разом з акумуляторами для роботи насосу, або доступу до централізовано водопостачання з власними генераторами, дозволяють мати цілодобовий доступ до питної води і екологічного водовідведення.

Гаряче водопостачання відбувається за допомогою бойлерів великої ємності, які можуть тримати гарячу воду протягом декількох днів. Таким чином, бойлер на нагрів води вмикається коли є напруга в мережі. А для того, щоб зменшити обсяг споживання енергії,  всі члени родини ідеального будинку замість ванни приймають лише швидкий душ, щоб 100-літрового баку з гарячою водою вистачило на кілька днів.

Комунікації

В ідеальному будинку оптоволоконний кабель заведено всередину будинку. Тобто навіть за умови повного блекауту і наявності акумуляторів в ідеальному будинку завжди є WIFi і надійний зв’язок з близькими і рідними.

Висновки:

1. Стандарт Інституту пасивного будинку Німеччини має бути обов’язковим для всіх нових будинків в Україні для досягнення енергетичної незалежності і недопущення енергетичного шантажу росії в майбутньому. Незважаючи на більші інвестиції на етапі будівництва, через 50 років експлуатації пасивний будинок збереже своїм власникам мінімум 50 тис доларів США, а попит на сучасні технології і матеріали призведе до збільшення інвестицій у галузь, створення нових робочих місць і розвитку української економіки.
2. Поєднання сонячних панелей, акумуляторів, енергоефективної побутової техніки і автономного водопостачання в звичайному житті робить ідеальний будинок найкращою інвестицією в екологічне майбутнє і найвищий комфорт для їх власників. В той же час,  поєднання всіх технологій і рішень ідеального будинку під час війни і блекаутів робить ідеальний будинок справжньою енергетичною фортецею.