Энергоэффективный дом. Как повысить энергоэффективность дома

Энергоэффективный дом – это здание, в котором очень малое потребление энергии сочетается с комфортным микроклиматом.

Экономия энергии в таких домах достигает 90%.

Годовая потребность в отоплении энергоэффективного дома может составлять менее 15 кВт*ч на квадратный метр.
Например, на сегодняшний день в самой распространенной конструкции частного дома (ж/б фундамент, система «теплый пол» без утепления, стены 1,5 кирпича с цементной штукатуркой, обычными металлопластиковыми окнами, утеплением кровли 150мм и без приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла) потребление энергии на отопление составляет 110-130 кВт*ч на 1 м2 в год.

В странах Евросоюза принята такая классификация домов:

1. Дома низкого энергопотребления
   Используют как минимум на 50 % энергии меньше, чем стандартные здания, построенные в соответствии с действующими нормами энергопотребления.
2. Дома ультранизкого энергопотребления
   Расходуют на 70-90 % энергии меньше, чем обычные здания. Примеры домов ультранизкого энергопотребления с четко обозначенными требованиями – это немецкий Passive House, французский Effinergie, швейцарский Minergie.
   Пионером в строительстве таких домов стал Passive House (пассивный дом), который был разработан в Германии в г.Дармштадт в 90-х годах. Принято считать здание «пассивным», если оно соответствует требованиям, разработанным немецким институтом пассивных зданий. «Пассивный» дом – это дом с отличной теплоизоляцией, минимальным потреблением электроэнергии и тепловой энергии. В нем поддерживается комфортный микроклимат в основном за счет человеческого тепла, энергии солнца и бытовых электроприборов, таких как чайник, плита и т.д. Технологии «пассивного» дома (здания с ультранизким потреблением энергии, без традиционной системы отопления), эффективны и уже опробованы в суровом скандинавском климате. Такие дома практически не имеют тепловых потерь.
3. Дома, генерирующие энергию
   Это здания, которые производят электричество для собственных нужд. В некоторых случаях излишки энергии летом могут быть проданы энергетической компании и куплены обратно в зимнее время. Хорошая теплоизоляция, инновационный дизайн и использование возобновляемых источников энергии (солнечные батареи, грунтовые тепловые насосы) делают эти дома авангардом современного домостроения.
4. Дома с нулевыми выбросами CO2
   Термин, чаще всего используемый в Великобритании. Такой дом не выделяет CO2. Это означает, что дом сам обеспечивает себя энергией из возобновляемых источников, включая энергию, расходуемую на отопление/охлаждение помещений, горячее водоснабжение, вентиляцию, освещение, приготовление пищи и электрические приборы. В Великобритании все новые дома с 2016 года строятся в соответствии с этим стандартом. В России принята следующая классификация:

*В соответствие со СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" нормативы для
Ростова-на-Дону (м2° С/Вт) Rстен=2,63 Rпокр=3,96 Rокон=0,84

КАК «НАУЧИТЬ» ДОМ БЫТЬ ЭКОНОМНЫМ И КОМФОРТНЫМ?

1. Правильное ориентирование дома относительно сторон света.

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на потребление домом энергетических ресурсов, является его расположение относительно сторон света. Большая часть окон дома должна быть направлена на юг. При этом отклонение до 30° от азимута на юг незначительно уменьшает использование энергии солнца. Если дом расположить по-другому, то стены и крышу здания следует утеплить более эффективно, чтобы компенсировать недостаток тепла, попадающего в помещение с лучами солнечного света.

Как происходит нагрев дома от солнца? Порядка 90% световой энергии проникает через стёкла окон, нагревая помещение. Современные стеклопакеты изготавливают со специальными покрытиями и заполнением инертным газом. Покрытия отражают длинноволновые инфракрасные лучи из помещения обратно внутрь помещений, уменьшая их потерю через окна.

Из-за больших окон летом в доме может стать слишком жарко. Эта проблема решается применением еще одного специального покрытия стекол, а также использованием автоматических систем затемнения, свесов крыш, балконов. Их располагают так, чтобы позволить проходить прямым солнечным лучам через окна только при низком положении солнца в зимнее время. Летом окна на солнечной стороне дома затеняют деревья. Зимой же солнечный свет легко проникает в дом между голыми ветвями.

2. Проектирование компактной конфигурации строений.

Чем больше наружная поверхность здания при одинаковом объёме его помещений, тем выше потери тепла. Поэтому при строительстве, реконструкции или расширении дома, следует по возможности избегать всевозможных ниш, уступов, выступов на стенах. Имеет смысл возводить необогреваемые пристройки на северной стороне дома. Например, помещения для хранения садового инвентаря и велосипедов, технические помещения, защищающие отапливаемую часть дома от ветра и холода. Дом компактной конструкции не только потребляет меньше энергии, но и требует меньших затрат на строительство.

3. Наружные стены, конструкции и свойства применяемых строительных материалов.

Значительная часть тепла уходит из дома через его наружную оболочку. Чем выше перепад между температурами в помещениях и вне дома, тем больше потери тепла.

Степень теплоизоляции дома определяется коэффициентами сопротивления теплопередаче его ограждающих конструкций (пол, стены, окна, кровля). Чем он выше, тем качество утепления лучше.

На рисунке выше представлены конструкции стен коэффициент сопротивления передачи которых составляет 2,1- 2,2 м2ºС/Вт, что удовлетворяет региональным требованиям зданий находящихся в географической широте г.Краснодара.

В соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», для г. Ростов-на-Дону, сопротивление теплопередаче одноэтажного дома должно быть не менее 2,62 м2ºС/Вт.

4. Толщина наружных стен и жилая площадь дома.

От толщины наружных стен непосредственно зависит величина будущей жилой площади в доме. Если стены сделать толщиной, например, не 32 см, а 38,5 см, жилая площадь дома значительно уменьшится. Так, в доме площадью 10x11 м в условиях стен указанной толщины его жилая площадь потеряет 2,73 м! На каждом этаже. А это значит, что каждый квадратный метр жилья обойдётся дороже! При толщине же стен в 49 см жилая площадь каждого этажа уменьшится почти на 8 м2.

5. Шумозащита дома.

Звукоизоляция стен и конструкций дома напрямую зависит от плотности и структуры материала, из которого они изготовлены. При проектировании дома, очень важно уделять внимание изоляции от ударных и звуковых шумов.

Сплошные (без окон и дверей) стены, например из фибропенобетона толщиной 250мм, в полной мере отвечают требованиям комфорта. Звукоизоляция же стены с окнами, занимающими более 25% площади, будет уже не столь эффективной: в этом случае значительная порция шума будет проникать через окна. Именно здесь, прежде всего, потребуются специальные меры по шумоизоляции.

6. Индивидуальное восприятие комфорта и климат в помещении.

Понятие «комфорт в доме» у многих имеет неодинаковый смысл. Одни считают, что самый комфортный - это дом из обожжённого глиняного кирпича, другие предпочитают силикатный кирпич, третьи питают пристрастие к деревянной каркасной конструкции. Однако климат в доме зависит не только от абсорбционной и теплоаккумулирующей способности стен, принципа работы системы отопления, системы вентилирования и деятельности его обитателей. Комфортный микроклимат – это сбалансированное сочетание всех этих элементов в конструкции дома.

7. Теплопотери и мостики холода.

При утеплении дома особое внимание необходимо местам потерь тепла, или так называемым «мостам холода». В этих местах тепло уходит наружу более интенсивно, чем в других. Примером могут служить балконы, исполненные вместе с перекрытием в виде одной сплошной плиты, оконные откосы или стыки между наружными стенами и подвальным перекрытием. Чтобы уменьшить потери тепла и избежать возможных повреждений конструкций (например, образования на них плесени из-за отпотевания), необходимо учесть это ещё в стадии проектирования и строительства дома.
Уплотнению стыков в местах монтажа окон, дверей, кровли и креплению корпусов ролльставен следует обратить особое внимание.

В условиях любой стропильной конструкции, в т.ч. деревянной, над утеплителем необходимо настелить гидроизоляционную паропроницаемую пленку, а снизу под утеплитель пароизоляционную плёнку и уложить бесшовную теплоизоляцию. Особого внимания требует заделка примыканий к внутренним стенам. На этих двух фото один и тот же дом: первая фотография сделана фотоаппаратом, вторая - тепловизором.
Этот прибор зафиксировал огромные теплопотери через окна и наружные стены (отмечены желтым и красным цветами).

8. Теплоизоляция крыши.

Если раньше считалось, что для теплоизоляции крыши вполне достаточно утеплителя (минерально-волокнистых матов или пенополиуретановых плит) толщиной 10 см, то теперь в отношении утепления крыши действуют значительно более жёсткие нормы. Для крыш энергоэффективных («тёплых») домов сопротивление теплопередаче должно быть не менее не менее 6 м2ºС/Вт, т.е. толщина теплоизоляции из материала с коэффициентом теплопроводности (при равновесной влажности) 0,04 Вт/м2К должна быть не менее 24 см.

В условиях более жёстких норм потребления энергоресурсов, важную роль в их экономии играют системы отопления домов, отвечающие новым требованиям. Существенной экономии энергии можно достичь, например, за счёт применения автоматически регулируемых малоинерционных систем, быстро реагирующих на изменение температуры в помещениях.

Так при прогревании помещений солнечными лучами, проходящими сквозь окна, соответствующие датчики могут подавать на дозирующие клапаны сигнал, на уменьшение подачи теплоносителя в приборы отопления данной комнаты. Соответственно котел будет работать меньшее количество времени и расход газа сократится. В этом случае добрую услугу при отоплении дома Вам могут оказать пластинчатые отопительные батареи и конвекторы, которые обладают малой инерционностью. Отопление посредством нагрева полов и кафельная печь из-за большой нагреваемой массы быстро реагировать не смогут.

Отопительный котёл должен соответствовать стандартам, говорящим об эффективном использовании энергии и отсутствии выбросов вредных веществ в атмосферу. Ныне этим требованиям отвечают конденсационные котлы, работающие на жидком топливе или газе, а также газовые паровые котлы со сверхвысоким КПД.

Однако наиболее эффективной и обеспечивающей наибольший комфорт, является система отопления инфракрасными пленочными обогревателями, их КПД 92-97%.

При желании уменьшить энергопотребление собственного дома встает вопрос: что нужно сделать в первую очередь - сделать более мощной систему отопления или утеплить дом? Ответ на этот вопрос однозначный. Сначала следует улучшить теплоизоляцию всех элементов дома. Поскольку для обогрева хорошо утеплённого дома потребуется более компактная и менее мощная система отопления, но хорошо отрегулированная.

10. Пассивное и активное использование солнечной энергии.

Экономить энергоресурсы позволяет применение в окнах стеклопакетов с меньшим коэффициентом теплопередачи. Например, 1,6 Вт/(м2-К) вместо прежних 2,3 или 2,6 Вт/(м2-К). Современный рынок предлагает стеклопакеты даже с Кт =1,3-1,1 Вт/(м2-К) . Бывают стеклопакеты и люкс-класса (0,9-0,8 Вт/(м2"К)), но они стоят значительно дороже. Наряду с экономией энергии, стеклопакеты создают в помещениях комфорт. На стоимость окна, прежде всего, влияет материал рамы и только потом - остекление. Применение стеклопакета с коэффициентом теплопередачи 1,3 или даже 1,11 Вт/м2-К не ведёт к резкому повышению стоимости окна в отличие, например, от использования деревянных рам из склеенной ангарской сосны.

Преобразование солнечной энергии.

Энергию солнца можно использовать не только пассивно (за счёт преимущественного расположения остеклённых поверхностей дома на южную сторону), но и активно. В этом случае речь идёт об использовании солнечных батарей и солнечных водонагревателей, с помощью которых можно подогревать воду для ванной, душа и системы отопления.

1. Жидкостный солнечный коллектор;
2. Щит автоматики;
3. Теплообменник;
4. Разбор подогретой воды;
5. Змеевик контура отопительного котла;
6. Змеевик-теплообменник солнечной станции;
7. Трубопровод подпитки теплообменника;
8. Трубопровод подпитки солнечного коллектора.

При проектировании дома необходимо предусмотреть прокладку теплоизолированных труб от солнечного к потребителям горячей воды. Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую через фотоэлектрические элементы, сегодня уже достаточно совершенен, но пока для частного домостроения экономически оправдано только использование солнечных водонагревателей.

Наряду с потерями тепла через конструктивные элементы здания, оно теряется и при вентилировании помещений.

Проверено, что в условиях хорошо утеплённого дома вентиляционные потери тепла достигают 30-50%. При этом тепло теряется в результате замены тёплого воздуха на свежий, но более холодный.

Этот процесс совершенно необходим для создания нормальных микроклиматических условий в доме. Потребность в вентиляции особенно заметна в энергоэффективном доме, где пути проникновения в дом холодного свежего воздуха надёжно перекрыты уплотнениями.

Эффективным решением в борьбе с теплопотерями, является монтаж системы вентиляции с рекуперацией (возвратом) тепла, которое у современных моделей достигает 80-85%.

На этапе проектирования нужно обязательно предусмотреть место расположения рекуператора и трубопроводов.

Однако эффективная система вентиляции, исходя из практики, является самым распространенным элементом строительства, на котором всегда экономят. Поскольку потребность жильцов дома в чистом свежем воздухе не уменьшается, им приходится постоянно оплачивать перерасход электроэнергии или газа, который уходит на компенсацию выветриваемого тепла.

Задумайтесь: какой смысл дополнительно уплотнять и утеплять конструкции помещений, если тепло уходит наружу через открытые окна и двери?

Без установки эффективной системы вентиляции с этими теплопотерями остается смириться. Их можно только немного сократить, на 25-30% (или на 10-15% от общего объема потерь тепла) за счет правильного проветривания. Вне отопительного сезона, естественно, вентилировать дом можно сколько угодно. Проводить так называемое сквозняковое вентилирование, рекомендуется хотя бы в порядке соблюдения гигиенических норм. Полезно не менее двух-трёх раз в день на короткое время настежь открывать окна, создавая сквозняк.

Время, необходимое для воздухообмена, зависит от температуры и влажности наружного воздуха и силы ветра. Чем холоднее и суше на улице, тем короче должен быть процесс проветривания. Водяной пар, а также запахи, образующиеся при принятии ванны или душа, следует сразу же удалять проветриванием помещения. В зимнее время это нужно делать осторожно, так как сквозняк может не только нанести вред здоровью обитателей дома, но и повлечь за собой потерю значительного количества тепла. Известно, человек не лишён слабостей, к которым можно отнести и непреднамеренное пренебрежительное отношение к соблюдению правил. В данном случае - это правила проветривания помещений. Зачастую, когда жарко, мы не уменьшаем мощность системы отопления, а открываем форточку. Так не поручить ли это дело вентиляционной технике, управляемой компьютером в автономном режиме?

Телевизоры, стиральные машины, электрочайники, утюги, варочные панели, сплит-системы, лампочки - все они потребляют значительное количество электроэнергии. Сегодня сократить ее расход достаточно просто. Нужно при покупке каждого электроприбора обращать на его класс энергопотребления, он должен быть ААА.

Для освещения дома лучше всего использовать лампы на основе LED технологии. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет использовать в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Они не содержат токсичных веществ, поэтому не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения. Срок службы светодиодной лампы составляет до 100 000 часов. А повышенная энергоемкость позволяет потреблять в 10 раз меньше электроэнергии по сравнению с традиционными лампами накаливания.

13. Экономный расход воды и возврат теплоты от использованной теплой воды.

Производители сантехнического оборудования за последнее десятилетие разработали много различных конструкций смесителей, кранов и других элементов сантехнического оборудования, которые позволяют сократить расход воды на 40-50%, без потери моющих свойств потока воды.

Разработаны инновационные системы полива цветников и газонов частных домов, которые сокращают расход воды на полив 40-60%. Системы объединяют в себе локальные датчики, региональные прогнозы погоды и интеллектуальный алгоритм для выбора оптимального режима полива растений на приусадебном участке. Датчики вставляются в каждую зону полива и отслеживают влажность, температуру почвы и освещенность территории. В систему встроен микроконтроллер, который подсоединяет датчики по беспроводной технологии Wi-Fi к домашней сети для контроля времени и продолжительности полива. А микроконтроллер, анализируя все полученные данные, сам выбирает оптимальный режим полива.

В 2012г. конструкторы систем рекуперации частных домов из Англии и Бельгии представили очень компактные системы, которые позволяют возвращать тепловую энергию от сточных вод обратно в дом. КПД таких систем около 60%.

СТОИТ ЛИ ВСЕ ЭТО ТОГО, ЧТОБЫ НЕСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РАСХОДЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ?

Ответ на этот вопрос могут дать реальные цифры экономии и подтвержденные факты.

1. Стоимость самого популярного в России источника тепловой энергии –природного газа в 2017г. в Ростове-на-Дону составляла 5,5 руб./м3. Тенденция цены – ежегодный плавный рост до уровня общемировых цен, как это уже произошло с бензином, стоимость которого на внутреннем рынке сравнялась с его стоимостью на рынках Европы и Северной Америки. Сегодня средняя цена 1м3 природного газа, например в Европе, составляет 0,37 $/м3, т.е. 13,3 руб./м3. Если предположить, что ежегодное повышение цены составит всего 9%, то цена газа на внутреннем рынке достигнет уровня среднемировой к 2025г.
2. Среднемесячный объем энергопотребления газа в зимний период обычным домом 100м2 (ж/б фундамент, система «теплый пол» без утепления, стены 1,5 кирпича с цементной штукатуркой, с обычными металлопластиковыми окнами, утеплением кровли 150мм и без приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла), составляет 850-900м3. В ценах 2017г. это 4,8т.р./месяц, но в 2025г. с очень высокой степень вероятности, отопление этого дома будет в среднем стоить 11,5т.р./месяц, или около 60000 руб. за отопительный период.
3. Собственники домов вышеописанной конструкции, имеющие столь огромные расходы на отопление, будут вынуждены делать их утепление, минимальная стоимость которого в ценах 2017г., для 1эт. дома 100м2 (чтобы привести в соответствие со СНиП 2302-2003 «Тепловая защита зданий») составляет около 320 тыс.руб. Если они не будут заниматься теплоизоляцией, то им придется смириться с тем, что суммы оплаты за потребленные энергоресурсы будут огромны, их дома будут оценены рынком значительно ниже, чем те, которые построены в соответствии со стандартами энергосбережения. Покупатели домов проверяют это просто, они поросят квитанции об оплате коммунальных платежей за прошлый год.

Самые актуальные вопросы:

На сколько увеличится стоимость строительства, если все делать сразу в соответствии с существующими нормативами по теплосбережению?

В среднем от 3% до 10%, все зависит от архитектурного проекта, изначально правильно выбранных инженерных решений по конструкции дома, строительных материалов и технологий.

Через сколько лет эти дополнительные вложения в сохранение тепла окупятся?

Например: при строительстве 1эт. дома 100м2 (по классической вышеописанной схеме), первоначальная стоимость возведения составила 2100 тыс. руб. После корректировки, с целью уложиться в требования СНиП 2302-2003 «Тепловая защита зданий», смета увеличилась на 90 тыс.руб. При этом энергопотребление снизится не менее, чем на 30% (обычно 35-40%), а ежегодная экономия за отопительный период составит не менее 1400м3 природного газа. В 2017г. цена 1м3 газа в Ростове-на-Дону составляла 5,5руб. При условии ежегодного подорожания газа не более, чем на 9%, затраты окупятся на 8-й год. Однако гораздо важнее то, что спустя эти 8 лет все равно придется проводить комплекс мероприятий по энергосбережению дома, чтобы его содержание не стало тяжелым финансовым бременем для семьи. А стоимость переделки элементов дома будет почти в 4 раза дороже, по сравнению 80 тыс.руб. затрат на энергосбережение на этапе строительства.

Есть реальные примеры построенных Вами домов, у которых на 30-40% меньше расход газа на отопление, без ущерба для комфорта проживания?

Более 70% наших Клиентов приняли решение о строительстве таких домов, и уже живут в них. Однако, с 2014г. мы начали предлагать заказчикам и реализовывать в проектах комплексные инженерные решения по всем конструкциям элементов дома, которые позволяют сократить расход энергоресурсов во время эксплуатации еще на 20-30%.

Принимая решение о строительстве дома и занимаясь поисками проекта, необходимо учитывать будущие расходы по эксплуатации дома.

Большинство из них будет связано с его отоплением, значит, особое внимание следует уделить решениям, влияющим на поступление и потери тепла.

Стоит ли строить энергосберегающий дом?

Цель энергосбережения при строительстве дома – потратив определенные деньги на энергосберегающие мероприятия при строительстве, ежегодно получать экономию расходов на топливо.

Эта ежегодная экономия должна в течении определенного периода компенсировать дополнительные единовременные затраты на утепление дома. Этот период называют сроком окупаемости инвестиций в энергосбережение. Срок окупаемости СНиП определяют, как половина срока службы элемента до замены или ремонта, но не более 12 лет.

Тепловые потери в элементах частного дома, если утепление конструкций выполнено в соответствии с действующими нормами для средней полосы России. Где R (м 2 * о С)Вт — сопротивление теплопередаче; (м 3 /час ) — расход воздуха на вентиляцию; (ГДж ) — количество потерь тепловой энергии (1 кВт*час = 0,0036 ГДж ); % — относительные потери тепла в элементе по сравнению с суммарными теплопотерями дома.

Размер ежегодных затрат на отопление дома, при прочих равных условиях, определяется стоимостью топлива, расходуемого на получение 1 кВт·ч тепловой энергии на отопление.

В таблице, в качестве примера, для одного из регионов приведено соотношение стоимости разных видов топлива, расходуемого на получение 1 единицы теплоэнергии:

В других местах это соотношение стоимости топлива может быть другим.

Из таблицы следует, что если мы сэкономим 1 кВт·ч тепла, то, в зависимости от используемого топлива, получим экономию ежегодных затрат на топливо разной величины.

Разница может быть более чем десятикратная. Следовательно, срок окупаемости одного и того же энергосберегающего мероприятия в зависимости от вида топлива, может отличаться тоже в десятки раз.

Срок окупаемости в конечном итоге зависит от ежегодных суммарных затрат на топливо за отопительный период, которые в свою очередь определяются не только стоимостью топлива, но и продолжительностью отопительного периода и температурами наружного воздуха в этот период.

Для оценки и расчетов чаще всего используется интегрированный показатель суровости климата в отопительный период в разных районах России – градусо-сутки отопительного периода (ГСОП). В некоторых случаях применяют .

Диапазон изменения ГСОП на территории Росии, от 979 в Сочи до 12666 на Мыс Челюскин.

Важно понимать, что эффективность (срок окупаемости) того или иного энергосберегающего мероприятия зависит от вида топлива и суровости климата в месте строительства дома.

При отоплении электричеством или в суровом климате могут быть выгодны дорогостоящие меры, дающие сравнительно небольшой процент экономии расхода тепла.

При отоплении природным газом или на юге, эффективными окажутся только мероприятия менее дорогие, и с бОльшим энергосберегающим эффектом.

Как сделать дом теплым

Вопросы утепления стен и перекрытий рассмотрены в других статьях блога:

Солнцезащитные устройства на окнах защищают от перегрева только в том случае, если установлены снаружи здания.

В более северных районах этот способ экономии на отоплении теряет свою эффективность.

Тепловые потери через окна можно также снизить путем применения современных конструкций. При изготовлении теплосберегающих окон увеличивают количество камер в стеклопакете, используют специальные стекла с селективным теплоотражающим слоем, увеличивают толщину оконной коробки.

С наружной стороны на окна частного дома рекомендуется устанавливать рольставни. Закрытые рольставни не только защищают окна от взлома, но в лютые морозы уменьшают теплопотери через окна, а в летнюю жару снижают перегрев дома солнечными лучами.

Теплый пол экономит тепло

Позволяет снизить температуру в помещении на 2 град.С, что сэкономит до 5% тепловой энергии на отопление.

Если ногам тепло, то температура воздуха в помещении может быть немного ниже без потери теплового комфорта для людей.

Распределение температуры по высоте в помещении с теплым полом более равномерное, чем с радиаторной системой отопления.

Если для отопления дома используется природный газ, то следует придерживаться нормативов энергосбережения, закрепленных в действующих нормах. Это, прежде всего, норматив удельного расхода тепловой энергии (смотри таблицу выше).

Для выполнения норматива необходимо обеспечить сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, ориентируясь на нормы, указанные в СНиП.

Эти нормы уже разработаны с учетом стоимости материалов и работ, необходимых для их обеспечения. Например, нормативное сопротивление теплопередаче стены почти в 1,5 раза меньше, чем у перекрытия.

Такая разница в нормах учитывает то, что стоимость утепления стены существенно больше, чем перекрытия. То есть, разработчики норм попытались учесть разницу в затратах на реализацию нормативных показателей.

Тем не менее, скрупулезно придерживаться нормативных величин энергосбережения, без учета стоимости строительства, в конкретных условиях часто невыгодно.

Можно сэкономить , если, например, не утеплять дополнительным слоем минваты газобетонную стену, а вместо этого увеличить толщину утеплителя перекрытия. В результате, снижение теплосопротивления стены будет скомпенсировано уменьшением теплопотерь через перекрытие.

При использовании для отопления других, более дорогих, видов топлива следует ориентироваться на более жесткие нормативы энергосбережения.

При использовании сжиженного газа, пелетт, дров (к стоимости колотых дров прибавляем зарплату хозяина — истопника) удельный расход, указанный в таблице, следует умножить на коэффициент 0,6 — 0,7.

Для жидкого топлива, а тем более электроэнергии, удельный расход тепловой энергии будет выгодно сократить в два, два с половиной раза от указанного выше в таблице.

Для обеспечения такого расхода необходимо не только увеличивать сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, но и использовать другие меры. C перечнем таких мер Вы познакомитесь в статьях, указанных выше.

Постарайтесь купить готовый проект энергосберегающего дома , где в документации уже рассчитаны показатели теплозащитных характеристик дома для региона стройки. Такой проект, скорее всего, Вы найдете у местных проектных организаций.

Проекты, купленные в других регионах потребуют корректировки под местные климатические условия и показатели энергосбережения, которые Вы можете задать сами.

СНиП 23-02-2003 предлагает проводить оптимизацию оболочки здания по окупаемости энергосберегающих мероприятий. Для этого, делают расчеты и определяют общую стоимость 1м 2 поверхности, руб/м 2 , и срок окупаемости разных конструкций стен и перекрытий.

В разных регионах, в зависимости от стоимости используемого топлива и стройматериалов, а также суровости климата, получают разные результаты.

Если бюджет Вашей стройки ограничен и у Вас нет определенных предпочтений из чего строить дом, то узнайте у местных проектировщиков результаты таких расчетов. Выберите вариант конструкции стен и перекрытий с наименьшим сроком окупаемости затрат на строительство. При выборе учитывайте, кроме стоимости, показатели долговечности и экологичности.

Следующая статья:

Предыдущая статья:

В целях экономии природных и энергетических ресурсов человечеством разработаны комплексные меры по утеплению зданий и доведению уровня тепловой изоляции до значения близкого к абсолютному. В этом материале будет раскрыта суть пассивного дома как современного и экономного типа жилья.

Понятия пассивности и энергоэффективности

Наш обзор обойдет стороной общепринятый перечень преимуществ и технических показателей. Например, энергоэффективным считается строение, потеря тепла в котором не превышает 10 кВт·ч с каждого квадратного метра в течение года, но о чем это должно сказать читателю? Если пересчитать, то за год с небольшого (до 150 м 2) дома уходит примерно 1,5-2 МВт энергии, что сопоставимо с энергопотреблением обычного коттеджа за один зимний месяц. Столько же потребляют 2-3 лампы накаливания по 100 Вт, включенные постоянно в течение одного года, что эквивалентно 200 м 3 природного газа.

Столь малое энергопотребление позволяет в принципе отказаться от системы отопления в доме, используя для обогрева тепло, выделяемое человеком, животными и бытовыми приборами. Если дом не требует целенаправленных затрат энергии на работу отопительных установок (или требует, но незначительный минимум), такой дом называют пассивным. Точно так же пассивным может называться дом с весьма высокими потерями тепла, потребность в котором восполняется собственной энергетической установкой, работающей на возобновляемых источниках энергии.

Так что энергоэффективный дом не обязательно претендует на звание пассивного, справедливо и обратное. Дом же, который не только покрывает собственные энергетические нужды, но и передает какой-либо вид энергии в общественную сеть, называют активным.

В чем основная идея пассивного дома

Все три вышеперечисленных понятия принято объединять: пассивный дом обладает максимально расширенным комплексом мер по обеспечению энергетической автономности. В конце концов, никому не интересно годами тестировать свое жилище, добиваясь норматива по теплопотерям для получения почетного звания. Важно, чтобы внутри было сухо, тепло и комфортно.

Существует мнение, что сегодня любая новостройка должна возводиться по технологии пассивного дома, благо, что технические решения есть даже для многоэтажных зданий. Это не лишено смысла: затраты на обслуживание дома за период междуремонтной эксплуатации обычно даже выше затрат на строительство .

Пассивный же дом при более объемных первоначальных вложениях практически не требует затрат весь срок службы, который, к тому же, превышает срок эксплуатации обычных зданий за счет абсолютной защиты несущих и ограждающих конструкций в комплексе с самыми современными и технологичными решениями строительства и ремонта.

Главной технической особенностью пассивного дома можно назвать непрерывный контур теплоизоляции, от фундамента до кровли. Такой «термос» хорошо сохраняет тепло, но не все материалы пригодны для его устройства.

Материалы для теплоизоляции

Пенополистирол в таких объемах неприменим, он горюч и токсичен. В ряде проектов это решается огнезащитным слоем у несущего целика и под фасадной отделкой, что ведет к неоправданному удорожанию. Использование стеклянной и минеральной ваты также не решает проблему. В ней, так же как и в пенополистироле, активно селятся вредители (насекомые и грызуны), да и срок службы у ваты в 2-3 меньше, чем у самого пассивного дома.

Пригодный для целей пассивного дома материал — пеностекло . Краткий свод характеристик: наименьшая теплопроводность из известных материалов широкого потребления, полная экологичность за счет инертности стекла, простая обработка и хорошая способность к склеиванию. Из минусов — высокая цена и сложность производства, но материал однозначно стоит своих денег.

Менее дорогостоящий, но пригодный для утепления пассивного дома материал — вспененный полиуретан. Технически такие дома пассивными назвать нельзя, их теплопотери составляют 30-50 кВт·ч с квадратного метра в год, но и эти показатели вполне приемлемы. Полиуретан может устанавливаться как листовой материал, либо наноситься методом торкрет-оштукатуривания.

Кровля и теплый чердак

Другое ключевое отличие пассивных домов — наличие неотапливаемой мансарды или теплого чердака и качественное утепление кровли без мостиков холода. При таком подходе выделяется две границы температур: на перекрытии верхнего этажа и в самой кровле. Благодаря разнесению теплозащиты гарантированно устраняется образование конденсата в утеплителе кровли и существенно снижаются потери тепла.

Перекрытие верхнего этажа обычно делают каркасным на деревянных балках, пустоты заполняют слоем минеральной ваты средней плотности толщиной в 20-25 см. Перекрытие лучше утеплять листовыми материалами с устройством перекрестного ячеистого каркаса и точной подгонкой плит утеплителя. Все швы и стыки заполняются специальным клеем или монтажной пеной. Особое внимание уделяется устройству защитного пояса в месте опоры стропильной системы на стены.

Теплый чердак устраивается по принципу рекуперации вентиляционной системы. Каналы вытяжной вентиляции выходят прямо в герметичное чердачное помещение, откуда выводятся через единственное отверстие с принудительным оттоком. Часто этот канал снабжают рекуперационной установкой, передающей часть тепла от вытяжного воздуха приточному.

Окна, двери и другие места утечек

С окнами для пассивного дома все просто: они должны быть высокого качества и обязательно сертифицированными для применения в отрасли энергосбережения. Признаками подходящего изделия считаются стеклопакеты с двумя или более камерами, заполненными газом, низкоэмиссионные стекла разной толщины и двойное примыкание стеклопакета к профилю, уплотненное каучуковой лентой. Для дверей важно сотовое наполнение и наличие двойного притвора по всему периметру. Не менее важно соблюдать правила монтажа и защиты мест примыканий.

Пассивный дом имеет свои особенности устройства фундамента. Для защиты структуры бетона его гидрофобизируют инъекционным способом и дополнительно защищают внешним слоем обмазочной гидроизоляции. Утеплитель опускается на всю глубину фундамента, таким образом цокольный этаж становится второй после теплого чердака буферной зоной.

Энергообеспечение пассивного дома

К пассивному дому обычно не подводят газ, для бытовых целей и обогрева полностью хватает однофазной электросети. С электрическими нагревателями все просто: сколько киловатт вложено в дом, столько в нем и остается, КПД составляет почти 99%, в отличие от газовых котлов.

Но электрическая сеть в качестве единственного источника энергоснабжения имеет массу недостатков, заключающихся по большей части в ненадежности подключения. Часто дома снабжаются достаточно сложной электросетью, включающей аварийный генератор с автозапуском, либо используют для резервной подпитки парк аккумуляторов или солнечные батареи.

Нагрев воды для бытовых нужд обычно выполняется солнечными коллекторами , преимущественно вакуумными. Вообще автономные источники энергии достаточно разнообразны, среди разновидностей можно подобрать оптимальное решение для объектов с разными условиями.

Как известно, тепловой поток всегда направлен в сторону более низкой температуры. Так, например, тепло обогреваемого в зимний период дома устремляется наружу через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, кровлю) и в результате теряется.

Подсчитано, что на обогрев неутеплённых домов старой постройки надо около 220-270 кВтч/мЧод. Согласно современным нормам по теплозащите, расход энергии для вновь построенных домов не должен превышать 54-100 кВТ’Ч/мЧод. Если же учесть, что 10 кВт-ч соответствуют энергии, полученной при сжигании примерно 1 л жидкого котельного топлива, то нетрудно подсчитать, сколько топлива (денег) можно сэкономить, если эффективно утеплить дом.

Заметим, что теплопотери через отдельные элементы дома различны и зависят от теплоизоляционных качеств конструкций и их размеров. Максимум теплопотерь приходится, как правило, на наружные стены - через них уходит (в зависимости от конструкции) до 35-45% тепла.

Значительно меньший процент общей площади наружных ограждений составляют окна. Однако их сопротивление теплопередаче в 2-3 раза меньше, чем у наружных стен. Поэтому на окна приходятся до 20-30% теплопотерь всего дома.

Немалая часть тепла теряется через крышу . Причём в одно-, двухэтажных домах потери значительно выше, чем в многоэтажных, и составляют порядка 30-35% от общих теплопотерь. Около 3-10% тепла уходит через перекрытия. Безусловно, часть тепла утекает из дома через трубы инженерных коммуникаций.

Температурная характеристика неизолированной стены в летний (вверху) и зимний (внизу) периоды свидетельствуют о необходимости теплоизоляции хотя бы только из-за температуры внутренней поверхности стены.

«Мостик холода» образуется, например, на стыке железобетонного перекрытия с облицовочным бетонным поясом и фасадом наружной стены: 1 - наружная стена; 2 - плавающая стяжка; 3 - междуэтажное перекрытие; 4 - «мостик холода».

При наличии «мостика холода» в жилом помещении может образоваться конденсат. При температуре в помещении 20°С один кубометр воздуха может содержать в себе 17,5 г влаги в виде водяного пара. При снижении температуры на внутренней поверхности наружной стены до 0″С в указанном объёме воздуха может содержаться всего лишь 5 г влаги. Остальные 12,5 г влаги конденсируются и оседают на холодной стене.

Конденсат образуется там, где есть «мостики холода», например, в месте прерывания внутренней теплоизоляции поперечной стеной: 1 - наружная стена; 2 - внутренняя теплоизоляция; 3 - угол, где температура снижена до 6-7°С; 4 - поперечная стена; 5 - конденсат; 6 - место, где температура снижена до 17 °С .

Конечно, добиться полного отсутствия утечек тепла в энергоэффективном доме невозможно. Но свести потери к разумному минимуму удаётся. Один из способов - сократить периметр наружных стен. Если же вы не хотите менять архитектуру здания, нужно позаботиться о грамотном утеплении. Поскольку наибольшее количество тепла теряется через стены, о них и поговорим в первую очередь.

Основных вариантов утепления стен, как известно, три: разместить утеплитель на внутренней поверхности стены; упрятать его внутрь ограждающей конструкции; устроить утепление стены снаружи. Каждый из этих способов имеет присущие ему особенности.

Энергетическое состояние дома показывают термографические исследования. Здесь чётко видны утечки тепла.

Внутренняя теплоизоляция стен

Этот способ имеет целый ряд недостатков. Очевидно, что при таком расположении утеплителя уменьшается площадь помещений. Но это - не основная беда. Главное, что при внутреннем утеплении стена находится в зоне отрицательных температур, которая отчасти захватывает и сам утеплитель. Кроме того, нарушается естественная диффузия водяных паров через ограждение, и создаются условия для образования конденсата на границе стены и утеплителя. Повышенная же влажность приводит не только к снижению теплотехнических характеристик, но и к появлению и активному росту грибков, плесени. Ещё один серьёзный недостаток - наружные стены, утеплённые изнутри, утрачивают свои теп-лоаккумулирующие свойства.

Внутреннее утепление. В случае отсутствия пароизоляции на границе слоёв образуется конденсат.

Внутренняя теплоизоляция с применением пенополистирола (стиропора): 1 - комбинированный слой из стиропора и гипсокартонной плиты; 2 - клеевой раствор; 3 - гипсокартонная плита; 4 -стиропор; 5 - кладка; 6 - штукатурка.

Внутренняя теплоизоляция с применением минерально-волокнистых плит. В отличие от стиропора, который сам по себе паронепроницаем, здесь требуется дополнительная изоляция: 1 - гипсокартонная плита; 2 - минерально-волокнистая плита толщиной 80 мм; 3 - паронепроницаемая плёнка; 4 - кладка.

Таким образом , внутренняя теплоизоляция целесообразна только в том случае, если дом имеет уникальное внешнее оформление, которое может быть нарушено при наружном утеплении его стен (например, если речь идет о памятниках архитектуры).

Утепление наружной стены изнутри с использованием металлической несущей конструкции. Между стеной и профилями установлены тонкие звукоизоляционные полосы. В качестве утеплителя использованы минерально-волокнистые плиты толщиной 50 мм.

Есть и другие резоны, по которым вы можете предпочесть внутреннюю теплоизоляцию. Например, утеплить дом изнутри проще, чем снаружи. Эта задача под силу даже дилетанту. Ещё один плюс - помещение с внутренней теплоизоляцией можно быстрее прогреть. Наконец, связанные с внутренним утеплением работы можно проводить постепенно, по отдельным помещениям.

Наружная теплоизоляция стен

Один из передовых способов теплоизоляции - «тёплый фасад» или наружное утепление «мокрого» типа - наиболее универсальный и применяется во многих странах Европы более полувека. Например, только в Германии в течение 1996 г. такие системы были применены на площади более 43 млн. м2!!!

Комбинированная система «мокрого» типа - многослойная конструкция, в основе которой три слоя. Теплоизоляционный слой - плиты из материалов с низким коэффициентом теплопроводности (минеральная вата или пенополи-стирол). Второй слой - особый штукатурно-клеевой состав, армированный щёлочестойкой сеткой. Третий слой - защитно-декоративная штукатурка (минеральная, акриловая, силикатная, силиконовая), которую можно окрашивать специальными красками.

Здесь показана укладка утеплителя между основной и облицовочной кладками с помощью компрессорной установки. В качестве утеплителя используется вулканическая порода, больше известная под названием перлит.

Достоинств у наружной теплоизоляции «мокрого» типа достаточно много . Главное - возможность недорогими средствами обеспечить необходимое по нормам утепление фасада. При этом стены будут тонкими, поскольку им нужно иметь только достаточную несущую способность, а теплопотерь не допустит утеплитель. Кроме того, стены будут лёгкими, а значит, уменьшатся затраты на возведение фундамента - одного из самых дорогостоящих элементов здания. Температура воздуха в помещениях такого энергоэффективного дома распределяется более равномерно, в результате микроклимат становится приятнее. Системы «мокрого» типа также заметно улучшают звукоизолирующие свойства стен.

В качестве наружной теплоизоляции отлично зарекомендовали себя комбинированные системы «мокрого» типа на основе пенополистирольных или минерально-волокнистых плит, покрываемых паропроницаемой штукатуркой со стеклотканью.

Летом «тёплый фасад» уменьшает нагрев ограждающих конструкций под воздействием солнечных лучей и высокой температуры воздуха, поэтому температура внутри помещения не будет резко возрастать.
Чтобы «тёплый фасад» в течение длительного времени сохранял свои эксплуатационные свойства, он должен соответствовать определённым требованиям. Так, например, очень важно, чтобы все слои «тёплого фасада» не только обладали необходимыми показателями по водо-поглощению, паропроницаемости, морозостойкости, тепловому расширению, но и сочетались друг с другом по этим показателям.

Сочетаемость определяется только расчётом системы в целом. Так, необходимо, чтобы в многослойной конструкции каждый последующий слой (изнутри - наружу) пропускал пар лучше, чем предыдущий. Недооценка этого обстоятельства приводит к использованию вместе, к примеру, ми-нераловатного утеплителя с отличной паропроницаемостью и полимерной декоративной штукатурки (тонкой, но плохо пропускающей пар). В итоге - отслаивание финишного слоя. Во избежание подобных ситуаций специалисты не рекомендуют применять дешёвые, но незнакомые материалы, так как это обычно пагубно сказывается на качестве и сроке службы «теплого фасада».

Основой для теплоизоляции «мокрого» типа могут служить железобетон (панели или монолит), кирпичная или каменная кладка, пенобетон, металл, древесина и т.д. Некоторую сложность, по мнению отдельных специалистов, представляют стены из пенобетонных блоков. Они сами по себе очень «тёплые» и притом обладают высокой паропроницаемостью, что в сочетании с системой наружного утепления может обернуться неприятностями: смещением точки росы в толщу блока (вместо плиты утеплителя) или зоны отрицательных температур внутрь стены, выпадением конденсата на границе утеплителя и штукатурного слоя. Всё это снижает долговечность конструкции и даже разрушает её.

В качестве наружной теплоизоляции в зоне фундамента применяют периметральные изоляционные плиты: 1 - стена подвала; 2 - горизонтальная гидроизоляция наружной стены; 3 - грунтовка; 4 - вертикальная гидроизоляция; 5 - периметральная изоляционная плита; 6 - наружный слой.

Чтобы избежать этих проблем, следует тщательно подобрать плотность и толщину пенобетонных блоков, тип и толщину утеплителя, крепёжные элементы и материалы для армированного и защитно-декоративного слоёв.

Вентилируемые фасадные системы

Более 50% новых зданий в Европе имеют вентилируемые фасады. Теплоизоляционный материал в этом случае укладывают в обрешётку, к которой крепят элементы наружной оболочки из шифера, досок, плит и пр.
Особенность этой системы - наличие вентиляционного зазора между слоем теплоизоляции и декоративной отделкой. В летнюю жару такая конструкция препятствует проникновению

тепла через наружную стену в помещение. Зимой облицовочные плиты защищают от ветра, а воздушное пространство в стене работает как дополнительный утеплитель. Положительным моментом является также отсутствие резких перепадов температуры ограждения. Подобная конструкция стен не препятствует выходу влаги - они дышат.

Наружные стены можно утеплить навесными фасадами, например, из фиброцементных плит, гонта или шпунтованных досок. Важно, чтобы между облицовкой и уложенным между рейками обрешётки утеплителем был вентиляционный зазор, необходимый для циркуляции воздуха.

Фасадные плиты защищают старую стену от воздействия дождя. Влага, случайно проникающая через стыки или зазоры крепёжных изделий, не доходит до утеплителя или несущих конструкций, а благодаря достаточной вентиляции высыхает на внутренней поверхности облицовки, не повреждая самой стены.

Нередко в качестве облицовочного материала в навесных фасадных системах используют фиброцементные плиты. Состоят они на 85% из цемента и на 15% из волокон целлюлозы и различных минеральных наполнителей, а изготавливают их путём прессования.

Состав и уникальные технологии производства придают материалу экологичность, пожаробезопасность, низкие влаго- и звукопроницаемость. Материал долговечен - срок его службы составляет около 100-150 лет, а морозоустойчивость - до 300 циклов, что в несколько раз превышает показатели кирпича. Плиты удобны в монтаже и обработке.

Ещё одно преимущество навесной фасадной системы - возможность применения утеплителя слоем до 250 мм. Для этого используют специально разработанные для вентилируемых фасадов гидрофобизированные минераловатные плиты на основе базальтового волокна. Этот утеплитель абсолютно пожаробезопасен, экологичен и обладает хорошей паропроницаемостью.

Смонтировать систему можно достаточно быстро. Работы производят круглый год, так как полностью исключены мокрые процессы, что особенно важно для России с её холодным климатом.

Утепление крыши

Теплоизолировать дом следует со всех сторон, в том числе и сверху. Причём целесообразно утеплять не только перекрытие, но и крышу, даже если чердачное помещение и не планируется делать жилым.

Когда теплоизоляцию укладывают поверх стропил, то крыша будет защищена от температурных колебаний наиболее надёжно. Если это невозможно, утеплитель укладывают между стропилами, а то и под ними. Очень важно правильно защитить утеплитель от продувания и влаги со стороны кровельного покрытия и от пара - со стороны помещения.

Здесь показано устройство крыши с размещением утеплителя между стропилами: 1 - гидроветрозащитная плёнка; 2 - пароизоляционная плёнка.

Существенное влияние на срок службы теплоизоляции оказывают температурно-влажностный режим эксплуатации конструкции, воздействие ветровых, снеговых и прочих механических нагрузок. Кроме того, утеплители должны долго сохранять свои основные функции (в том числе водо- и биостойкость), не выделять в процессе эксплуатации токсичных и неприятно пахнущих веществ и соответствовать требованиям пожарной безопасности.

Как правило, крыши дачных домов бывают скатными. Прочностные требования к теплоизоляционным материалам для скатных крыш не столь жестки, но важно, чтобы материал не проседал под собственным весом, не давал усадку. В противном случае под коньком могут возникать «мостики холода». Этот эффект нередко возникает при использовании стек-ловолокнистых изделий небольшой плотности.

Пенополистирол подходит для утепления скатных крыш лишь отчасти : он горюч, а значит, требует проведения противопожарных мероприятий, включающих антипиреновую пропитку деревянных конструкций, устройство огнезащитных слоёв и т.д.

Наиболее целесообразно применять гидрофобизированные плиты из базальтовых горных пород.
Эти кашированные фольгой или стеклохолстом материалы лучше всего подходят для утепления ненагруженных кровельных конструкций.

Перечисленные меры по утеплению домов надо выполнять с соблюдением важного требования: утепление должно быть сплошным, без просветов, так как любое место прерывания теплоизоляции образует «мостик холода». К тому же в неутеплённых местах вследствие разности температур может образовываться конденсат, который непременно приведёт к разрушению конструкции.

Вспомним физику. Как известно, в воздухе всегда содержится определённое количество водяных паров. Они и обусловливают влажность воздуха, которая тем выше, чем больше влаги содержится в 1 м3 воздуха.

Однако воздух способен насыщаться водой только до определённых пределов. Например, при температуре 20°С в 1 м3 воздуха может содержаться 17,5 г влаги.

При превышении этой величины при той же температуре влага из воздуха начнёт выпадать в виде мелких капель - конденсата. В то же время, чем ниже температура воздуха, тем меньше в нём может быть воды. Например, при температуре 0°С её количество составляет всего 5 г на 1 м3. Таким образом, если воздух, имеющий температуру 20°С, начать охлаждать до 5°С, то 12,5 г влаги выпадет в виде конденсата.

Утепление окон

Тепловой баланс дома в немалой степени зависит от окон.

Современные оконные системы на основе стеклопакетов с эффективным уплотнением швов позволяют значительно уменьшить потери тепла. Однако при столь надёжном утеплении окон воздух в помещениях становится более влажным и насыщенным вредными веществами. В этих условиях остро встает вопрос о вентиляции помещений.

Оснащённый хорошо уплотнёнными окнами энергоэффективный дом оборудуют вентиляционной системой с теплообменником и дополнительным тепловым насосом: А - наружный воздух; В - отработанный воздух; С - воздух, выводимый в атмосферу; D - приточный воздух; 1 - теплообменник; 2 - вентилятор; 3 - тепловой насос.

Современные стеклопакеты обладают очень высокими теплоизоляционными свойствами: 1 - стекло; 2 - газ ксенон; 3 - сушильный реагент; 4 - бутиловое уплотнение; 5 - полисульфидное уплотнение; 6 - алюминиевый дистанционный элемент.

Современные оконные конструкции обеспечивают вентиляцию помещений при закрытом окне.

С недавних пор на рынке появились окна особой конструкции, обеспечивающие постоянный воздухообмен. При этом ни сквозняк, ни уличный шум не ощущаются. В то же время современный рынок предлагает широкий ассортимент вентиляторов и теплообменников, уменьшающих расход энергии за счёт рационального вентилирования помещений.

Окна в энергоэффективном доме имеют ещё одну функцию: получение дополнительного тепла от солнечных лучей.

При использовании высокоизолирующих стекол температура на их внутренней поверхности составляет 17″С, что создаёт в помещении благоприятный микроклимат. При аналогичной температуре за окном поверхностная температура обычных стеклопакетов равна всего лишь 9″С.

Применение энергии солнца в сочетании с внутренним теплом, источником которого являются газовая или электрическая плита, лампы накаливания, тело человека и пр., способствует экономии энергии.

Существенно большей экономии тепла при наличии окон со стеклопа-кетами можно достичь при использовании отопительной системы с электронным регулированием.

Отопительные системы

Какие же узлы системы отопления нужно модернизировать, чтобы сделать дом энергоэффективным?

Для наглядности систему отопления можно разбить на пять составных элементов: теплогенератор (например, отопительный котел), теплорас-пределительный узел (трубопроводы с циркуляционным насосом), приборы для отдачи тепла в помещение (отопительные батареи, «тёплый пол» и пр.), приборы управления и регулирования, дымовая труба.

В настоящее время наиболее эффективными в плане экономии энергии являются низкотемпературные котлы с использованием водяного пара. В отличие от традиционных отопительных котлов, работающих при температуре 70-90°С, низкотемпературные котлы функционируютт в диапазоне температур 40-75°С.

Низкотемпературная отопительная система с использованием водяного пара: 1 - низкотемпературная отопительная батарея; 2 - конденсат; 3 - уходящий газ.

Особенность котлов, использующих водяной пар, состоит в том, что они в сравнении с обычными низкотемпературными котлами, производят больше тепла при меньшем расходе топлива и, следовательно, при меньшем количестве вредных выбросов.

Обычно водяной пар, образующийся при сжигании топлива, уходит вместе с выбрасываемыми в атмосферу газами. В этих же котлах водяной пар проходит через теплообменник, где он отдаёт своё тепло, которое затем возвращается в отопительную систему.

Низкотемпературные котлы могут также обеспечивать дом водой для хозяйственных нужд.

Низкотемпературная система отопления требует применения отопительных приборов, поверхность теплоотдачи которых больше, чем у обычных батарей. Поэтому с этой системой хорошо сочетается «тёплый пол» с его обширной поверхностью.

Тепло для отопления и нагрева хозяйственной воды производят солнечные коллекторы и работающая на дровах печь.

Современная промышленность выпускает множество механических и электронных приборов управления и регулирования, позволяющих оптимально расходовать энергию. Один из них - наружный температурный датчик (обычно на северо-западной стороне дома). Он передаёт данные о температуре на прибор управления, который при необходимости включает горелку, повышая температуру на входе отопительной системы. Температуру отопительных батарей поддерживают термостаты. Эти приборы устанавливают как на отопительном котле (центральный), так и в комнатах.

Схема современной отопительной системы: 1 - погодный датчик; 2 - задаваемая программа работы; 3 - центральный прибор; 4 - термостат; 5 - вентиль термостата; 6 - смеситель с исполнительным электродвигателем; 7 - отопительный насос.

Приборы с программируемым временем снижают температуру в ночное время или даже днем, когда дом пустует (в выходные дни или во время отпуска). Однако резко снижать температуру не следует, иначе потом при её повышении на остывших поверхностях может образоваться конденсат. К тому же нагрев сильно охлаждённого помещения потребует большего расхода энергии.

Таким образом, только правильно утеплив дом и оснастив его техникой, позволяющей экономно расходовать тепло, вы станете не столь зависимыми от цен на энергию. А самое главное - в энергоэффективном доме всегда будут и здоровый микроклимат, и комфорт.

Проблема энергоэффективности жилья становится острее с каждым годом. Дело не только в повышении цен на энергоресурсы, неизбежно вызывающем рост цен на коммунальные услуги. Все большую тревогу вызывает значительное ухудшение экологической ситуации, климатические изменения, связанные с парниковым эффектом.

Первыми о том, каким должен быть энергоэффективный дом , серьезно начали задумываться на Западе в конце прошлого века. Прежде всего специалистов из Австрии, Германии, Швеции интересовала экономия затрат на электроэнергию и обогрев.

Тщательно проанализировав проблему, они обнаружили, что на общую энергоэффективность дома влияют не только очевидные факторы вроде изоляционной или отопительной системы. Имеет значение даже то, что никогда не принималось в расчет: ориентация здания относительно сторон света, форма строения и пр.

Были разработаны новые строительные стандарты, появилась современная классификация зданий в соответствии с уровнем затрачиваемой на их функционирование энергии. Введение понятия «пассивного » здания можно считать кардинальной сменой ориентиров строительной сферы.

На что расходуется электроэнергия ? В основном, на отопление жилой площади. Кроме того, немало ресурсов отнимает освещение, работа бытовых приборов, подогрев воды для бытовых нужд, приготовление еды. Если страны Европы тратят на отопление помещений в среднем 57% общего объема энергии, то в России этот показатель достигает 72%.

Выход очевиден. Строительство энергоэффективных зданий обходится немного дороже (процентов на пятнадцать), но оправдывает себя уже через несколько месяцев с начала эксплуатации, так как реально позволяет экономить и деньги, и ресурсы. Эффективность эксплуатации повышается не только за счет изменения строительных стандартов, но и за счет пересмотра принципов потребления бытовой электроэнергии: использование LCD-телевизоров, светодиодных светильников и пр.

Типы зданий с точки зрения энергоэффективности

Здание, построенное в соответствии с современными стандартами энергоэффективности, позволяет сэкономить от 40 до 70 процентов оплаты услуг коммунальщиков. Экономится колоссальное количество энергии и ресурсов. При этом общие показатели температуры, благоприятного микроклимата, влажности воздуха оказываются на порядок выше общепринятых и регулируются собственником помещения.

Западная классификация зданий с точки зрения энергоэффективности включает следующие нормы расхода тепла:

• старое здание (300 кВт·ч/м³ в год) – постройки до 70-х годов прошлого века;
• новое здание (150 кВт·ч/м³ в год) – от 70-го до 2002 г.;
• дом с низким потреблением энергии (60 кВт·ч/м³ в год) – с 2002 г.;
• пассивный дом (15 кВт·ч/м³ в год);
• дом с нулевым потреблением энергии;
• дом, самостоятельно вырабатывающий энергию в больших количествах, чем нужно для его функционирования.

Российская классификация зданий отличается от западной:

• старое здание (600 кВт·ч/м³ в год);
• современный дом, построенный по стандарту СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (350 кВт·ч/м³ в год).

Понятно, что суровый климат России требует больших затрат на отопление жилых помещений. Однако общепринятые нормы не всегда стоит признавать удовлетворительными. Необходимо использовать новые технологии, конструктивные решения, современные материалы при строительстве жилья с более низким электропотреблением. Возможности для этого есть.

Концепция пассивного дома

Идею пассивного дома можно назвать самой прогрессивной на сегодняшний день. Суть в том, чтобы из объекта, требующего колоссальных затрат на функционирование, создать дом, не зависящий от внешних ресурсов, способный вырабатывать энергию самостоятельно и быть полностью экологичным. На сегодняшний день идея реализована частично.

Обеспечение энергией пассивного дома происходит за счет возобновляемых природных энергоресурсов: солнечного света, энергии ветра и земли. В качестве источника энергии используется также естественное тепло, выделяемое проживающими в доме людьми и работающими бытовыми приборами. Потери тепла минимизируются за счет конструкции здания, более эффективной теплоизоляции, использования энергосберегающих технологий, создания эффективной инновационной системы вентиляции.

Интересно, что В Евросоюзе ведутся работы над введением законов, согласно которым строительство домов с «нулевоым энергопотреблением» должно стать стандартом.

Экстремально низкое потребление электроэнергии достигается за счёт тщательной изоляции наружных дверей, оконных проёмов, стыков стен, полного отсутствия «мостиков холода» (участков стен, через которые теряется половина тепловой энергии), использования естественно вырабатываемого людьми, приборами, системой вентиляции тепла.

энергоэффективный дом — принципы строительства

Главная цель возведения энергоэффективного дома – сделать расход электроэнергии минимальным, особенно в периоды зимних холодов. Основные принципы строительства следующие:

• наращивание 15-сентиметрового теплоизоляционного слоя;
• простая форма кровли и периметра здания;
• использование теплых, экологичных материалов;
• создание механической, а не естественной (или гравитационной) системы вентиляции;
• использование природной возобновляемой энергии;
• ориентация дома в южном направлении;
• полное исключение «мостиков холода»;
• абсолютная герметичность.

Большинство российских типовых застроек имеет естественную (или гравитационную) вентиляцию , которая крайне неэффективна и приводит к значительной теплопотере . Летом такая система вообще не работает, да и зимой для притока свежего воздуха нужно постоянно проветривание. Установка рекуператора воздуха позволяет использовать для обогрева притекающего воздуха уже нагретый и наоборот. Рекуперационная система способна обеспечить от 60 до 90 процентов тепла за счёт нагрева воздуха, то есть позволяет отказаться от водяных радиаторов, котлов, труб.

Рекуперация позволяет переносить тепло из отработанного воздуха на в свежий.

Подробная информация о построении вентиляционной системы содержится в статье: .

Не стоит строить дом большей площади, чем это нужно для реального проживания. Обогрев лишних неиспользуемых помещений недопустим. Дом должен быть рассчитан ровно на то количество людей, которое будет постоянно проживать в нём. Остальные помещения обогреваются в том числе за счёт естественно выделяемого человеком тепла, работы компьютеров, бытовых приборов и пр.

Энергоэффективный дом должен быть построен с учетом максимального использования климатических условий. Большое количество солнечных дней в году или постоянные ветра должны стать подсказкой для выбора альтернативных источников энергии.

Важно обеспечить герметичность не только за счёт уплотнения окон и дверей, но и за счёт использования для стен и крыши двусторонней штукатурки, ветро-, тепло- и пароизоляции. Следует учитывать, что большая площадь остекления приведет к неизбежным теплопотерям.

Учет энергоэффективности дома при проектировании

Выбирая место для строительства, следует учитывать природный ландшафт. Местность должна быть ровной, без резких перепадов высоты – фундамент дома от этого только выиграет в плане надежности и герметичности. Однако любую особенность ландшафта можно использовать для повышения эксплуатационной эффективности. Например, перепад высот обеспечит низкозатратную систему подачи воды.

Обязательно стоит учесть расположение дома относительно солнца, чтобы использовать по максимуму естественное солнечное освещение вместо электрического. На рисунке показана возможность использования солнечного тепла в зависимости от времени года.

Козырьки, скаты крыльца и крыши должны быть оптимальными по ширине, чтобы не препятствовать естественному освещению, предотвращать здание от перегрева, защищать стены от дождя. Крыша должна быть сконструирована с учётом давящей массы снежного покрова. Не нужно забывать об утеплении крыши и организации водостоков.

Все это не только снизит расходы на содержание, но и повысит срок службы здания.

«Подводные камни» использования современных материалов

В современном строительстве активно используются разные виды утеплителей. Они призваны максимально утеплить фундамент, стены и крышу строения, снизив тем самым энергопотери. Самым популярными современными материалами являются: пенопласт (пенополистирол), ЭППС (экструдированный пенополистирол), минераловатные утеплители (стекловата, базальтовая или каменная вата), пенополиуретан, пеностекло, эковата, вермикулит, перлит.

Нужно понимать, что популярные экономварианты вроде пенопласта, газобетонных или пенобетонных плит могут стать тем самым подводным камнем, о который можно разбить саму идею энергоэффективности. Дело в том, что газо- и пенобетонные плиты часто изготавливаются с грубым нарушением технологии. Такой «утеплитель» не сделает дом надежным и прочным.

Пенопласт вообще относится к классу опасных материалов. Он очень горюч и начинает выделять вредные ядовитые вещества уже при температуре 60 градусов. Чаще всего человек во время пожара задыхается, получает смертельную дозу токсических веществ. Кроме того пенополистирол выделает токсичные вещества и при комнатной температуре. Наконец, он просто недолговечен: срок жизни пенопласта 40 лет, тогда как срок эксплуатации дома в среднем составляет 75 лет.

Как повысить энергоэффективность уже построенного дома

Повысить энергоэффективность уже построенного дома реально. Однако следует учитывать «возраст» здания. Если капитальное переобустройство позволит строению протянуть ещё лет двадцать, игра стоит свеч: вложения окупятся. Если через пять-десять лет здание пойдет под снос, кардинально менять его просто нет смысла.

Снизить энегопотери помогают современные материалы и технологии. Начать нужно с определения мест утечек тепла. «Мостики холода» отнимают у здания всреднем половину накопленного тепла. Именно поэтому так важно обнаружить и ликвидировать места нарушения герметичности стен, крыши, оконных и дверных проемов.

Чаще всего погрешности встречаются в месте выноса наружу балкона, цоколя, прочих внешних конструкций. Обязательно следует утеплить чердак, перекрытия над подвальным помещением (лучше использовать теплоизоляционные плиты), межкомнатные двери. Жители многоквартирных домов получат заметный эффект, установив двери в тамбурной зоне.

Не только субъективно ощущаемый холод может свидетельствовать о нарушенной герметизации. Появление плесени, грибка на стенах– явный показатель разгерметизации. Старые или неправильно установленные окна способны лишить помещение львиной доли тепла. Иногда одна только их замена на стеклопакеты хорошего качества, установленные по ГОСТу, способны в 2-3 раза снизить расходы на отопление.

Утепляющий материал должен быть экологичным и безопасным. Отличный вариант – использование теплой штукатурки для дополнительной герметизации и утепления стен. Этот материал прекрасно справляется с разгерметизированными швами и стыками, а также видимыми трещинами. В качестве утеплителя допустимо использовать полиэтилен, помещая его под деревянную обшивку. Толщина материала должны быть не менее 200 микрон.

Как повысить эффективность отопительной и вентиляционной систем

Важнейшей частью проекта по повышению энергоэффективности дома может стать модернизация отопительной системы. Хороший эффект можно получить, заменив чугунные батареи на алюминиевые с датчиком регулирования температуры. При этом следует точно рассчитать нужное количество секций, необходимых для обогрева конкретного помещения.

Можно установить за радиаторами отопления теплоотражающие экраны, а также контроллеры отпуска тепла. По возможности стоит установить дополнительные элементы нагрева воды при помощи солнечного коллектора.

Отличным вариантом снижения энергозатрат является замена естественной вентиляции на механическую с рекуперацией. О преимуществах этой системы уже говорилось. Она способна подогревать поступающий воздух за счёт выводимого из системы воздуха.

Дополнительно можно установить контроллеры управления вентиляцией, специальные проветриватели, тепловые насосы для охлаждения воздуха.

Меры экономии воды, электричества и газа

Счетчики воды и газа уже стали, наряду с привычными электросчетчиками, непременным атрибутом каждого дома или квартиры. Дополнительно можно установить общедомовые счетчики, стабилизаторы давления по этажам.

В подъездах лучше всего устанавливать люминесцентное энергосберегающее освещение. Для улицы лучше использовать светодиодные лампы. Фотоакустические установки реле должны управлять освещением подвальных и технических помещений, жилых подъездов. Для освещения зданий можно применять солнечные батареи.

Бытовые приборы энергосберегающего класса А+ и выше (телевизоры, посудомоечные машины, духовки, кондиционеры, стиральные машины) значительно экономят электроэнергию.

Способствуют экономии газа системы климат-контроля в квартирах и котельных. Отличный вариант – программируемое отопление, использование специальных энергоэффективных кухонных плит, а также газовых горелок в эконом-режиме.

Очевидно, что для достижения энергоэффективности недостаточно одного-двух решений, даже если речь идет о строительстве дома «с нуля». Комфорт, экономия, безопасность окружающей среды достижимы при условии комплексного подхода к решению проблемы. И частный дом, и многоквартирный нуждаются в создании серьезного проекта, охватывающего все аспекты энергоэффективности.

По экспертным оценкам, реально достижимо снижение издержек на энергообеспечение уже построенного дома в четыре раза, пропорционально понизив затраты жильцов.