Эффективный дом как построить
Энергосберегающий дом — что это такое
В информационном пространстве все чаще встречаются такие термины, как «нулевой», «активный» или «пассивный» дом. Так описывают жилье, затраты на содержание которого стремятся к нулю. Но возможно ли такое на самом деле: не тратиться зимой на отопление, самому обеспечивать себя электричеством и прочее? Может, это очередная модная фишка и фантазии маркетологов? Давайте разбираться.
В жизненном цикле здания стартовые вложения при строительстве — только вершина айсберга. После возведения дома последуют многолетние траты на электрическую и тепловую энергию, текущие ремонты и т.д. Можно ли сразу сделать все «по максимуму», чтобы потом платить намного меньше или не платить совсем? Архитекторы всего мира уверяют, что можно: с каждым годом строится все больше энергосберегающих домов.
Критерий: Мерой энергоэффективности принято считать удельный расход тепловой энергии на отопление за отопительный период в кВт час/кв.м. Но для дома с круглогодичным проживанием надо бы рассматривать не только отопительный период, но и весь год с учетом затрат энергии на кондиционирование / охлаждение воздуха в жару.
Энергосберегающий и энергоэффективный — какая разница
С точки зрения удельного расхода тепловой энергии дома бывают:
- Энергоэффективные — это здания с пониженным потреблением энергии на отопление. Насколько пониженным? Есть классификация зданий согласно СНиП «Тепловая защита зданий». Здание с классом энергоэффективности выше определенного считается энергоэффективным.
- Пассивные — здания, у которых ежегодный удельный расход энергии на отопление не превышает 15 кВт час/кв.м.
- С ультранизким потреблением энергии на отопление — здания, которые за год расходуют на отопление 16–35 кВт час/кв.м.
- Активные — это здания с различным уровнем энергоэффективности, но с повышенным комфортом благодаря автоматическому управлению микроклиматом с помощью системы «Умный дом» и максимальному использованию энергии из возобновляемых источников (ветер, энергия Земли и Солнца). Есть примеры активных домов, которые вырабатывают энергии больше, чем потребляют. Излишки можно даже продавать.
- С нулевым энергобалансом — это здания, общее энергопотребление которых равно нулю в результате компенсации потерь за счет использования возобновляемых источников энергии.
- С положительным энергобалансом — здания, которые вырабатывают больше энергии, чем потребляют.
Факт: В обиходе мы пользуемся не совсем корректным термином «энергосберегающие дома», хотя по сути сохраняют энергию только здания с положительным энергобалансом. Остальные — разумно расходуют.
Кто определяет стандарты эффективности домов
В середине 1990-х в немецком городе Дармштадт был основан Институт пассивного дома. Его экспертам принадлежат основные разработки в сфере строительства энергоэффективных зданий. Они же определили и стандарт, согласно которому теплопотери на таких объектах не должны превышать 15–25 кВт час на 1 кв.м отапливаемой площади в год. Например, для обычного кирпичного дома нормой считается 200–300 кВт в час на «квадрат».
Добиться показателей энергоэффективного дома одним лишь качеством теплоизоляции невозможно. Пассивный дом отличается от обычного всем: особые требования предъявляются к его конструктивным особенностям, качеству окон и дверей, инженерному оснащению. Например, вместо традиционных источников энергоснабжения предлагается использовать альтернативные: солнечные батареи или же системы, которые черпают тепло из недр земли. Есть немало экспериментальных проектов, в которых эти идеи в той или иной степени реализованы.
Пять ключевых принципов в концепции пассивного дома:
1. Надежная теплоизоляция
Хорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и приятную прохладу летом.
2. Особое внимание — окнам
Окна для энергоэффективного дома должны соответствовать двум условиям. Во-первых, это максимально высокое сопротивление теплопередаче. Такое возможно при использовании низкоэмиссионных стекол, «теплых» дистанционных рамок и заполнении межстекольного пространства в стеклопакетах инертными газами (аргон и криптон), применении многокамерных ПВХ-профилей.
Во-вторых, грамотное расположение. Поскольку окна являются каналами как потерь тепла, так и поступления, рекомендуется ставить их на южном фасаде здания, а на северном свести площадь остекления к минимуму. Посмотрите на схему выше: именно так должен падать свет в пассивном доме.
3. Вентиляция с рекуперацией
Системы вентиляции в пассивном доме обеспечивают энергоэффективность благодаря рекуперации тепла.
4. Воздухонепроницаемость
Пассивные дома проектируются герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. Это позволяет увеличить энергоэффективность и минимизировать сквозняки и повреждения ограждающих конструкций из-за излишней влаги.
Да, про «дыхание дерева» в плане вентиляции в таких домах лучше забыть.
5. Проектирование без тепловых мостов
Предотвращение тепловых мостов, слабых мест в оболочке здания способствует равномерному распределению температуры, исключает разрушения из-за влаги и улучшает энергоэффективность.
Все пять принципов можно измерить количественно, и часто эти цифры в несколько раз превосходят требования современных норм для массового строительства.
Если говорить об удельных величинах потерь тепла на единицу площади или объема здания, то лучший вариант энергосберегающего дома — это шар: у него минимальное соотношение площади оболочки к объему. К тому же построить его можно из вполне доступных материалов.
Другой хороший вариант для энергоэффективного дома — возвести его в форме куба. Отсутствие наружных углов и выступов на фасаде позволяет минимизировать теплопотери даже в условиях сурового климата.
О ПРОЕКТЕ С ФОТО…
В гостях: Деревянный дом-шар под Зеленоградом
Пример с фото: энергоэффективный дом построен в Новосибирске и мало соответствует традиционным представлениям о жилье в условиях местного резко континентального климата. Однако по-европейски плоская крыша и панорамные окна в пол хорошо вписались в сибирский климат.
«Разуклонку кровли мы не делали, — рассказывает хозяин дома, — зато крышу сделали с заниженным парапетом, образующим углубление 40 см при норме в метр. Поэтому, несмотря на двух с половиной метровые сугробы вокруг дома, ветер выдувает снег с плоской крыши. В результате плиты перекрытия не перегружаются снегом». Кровля дома хорошо утеплена: кровельный пирог состоит из слоя пароизоляции, утеплителя (экструдированного полистирола толщиной 200 мм) и гидроизоляции из полимерной мембраны
О ПРОЕКТЕ С ФОТО…
Личный опыт: Энергоэффективный дом в Новосибирске
Пример с фото: личный дом архитектора Ольги Макаровой в Новой Москве построен с элементами пассивного дома. Он возведен из кирпича, внутри утеплитель Rockwool, по фасаду — облицовочный кирпич. «Из-за того, что есть расстояние между кирпичом и утеплителем, дом получился очень теплым», — рассказывает мама хозяйки. Кроме того, дом правильно ориентирован по солнцу. А стекла со светоотражающей пленкой задерживают часть УФ-лучей и при этом сохраняют тепло
О ПРОЕКТЕ С ФОТО...
В гостях: Экодом в центре Новой Москвы взамен квартиры
Пример с фото: энергоэффективный дом в Подмосковье, где вместо привычных бетонных или деревянных стен — стекла, а на первом этаже нет ни единого обогревателя, кроме теплого пола. И при этом в доме (по словам хозяев) никогда не бывает холодно. Все дело в усиленных стеклопакетах толщиной 40 мм и закаленном стекле триплекс, из которого изготовлены порталы. Внутри — энергосберегающий слой, на полу — керамогранит, отличный теплопроводник. Поэтому помещение прогревается очень быстро
О ПРОЕКТЕ С ФОТО...
В гостях: Стеклянный дом на краю обрыва в Подрезково
Пассивный дом в 16 этажей — так тоже можно?
Чаще всего энергосберегающие технологии используют в частных домах. А можно ли сделать пассивным многоэтажный жилой дом? Да, можно. Но сразу оговоримся: смысл есть только для тех, кто платит за тепло «по индивидуальному счетчику» и понимает цену экономии. Если в вашей квитанции отопление рассчитывается по нормативам — нет смысла даже поднимать вопрос на собрании собственников.
Во что выльется переделка обычного дома в энергоэффективный? Чтобы понять, с чем именно придется бороться, давайте разберемся с потерями. Куда именно расходуется тепло из обычного многоэтажного жилого дом?
Автор схемы теплопотерь и теплопоступлений на фото выше — заведующий кафедрой «Городское строительство и хозяйство» одного из сибирских вузов, строительный эксперт. На примере конкретного жилого дома он показывает, сколько тепла теряется через окна и стены, сколько (почти половина общих потерь) — на подогреве вентиляционного воздуха в нормативном объеме, каковы солнечные и бытовые теплопоступления (в сумме они компенсируют потери через стены). Дом построен по нормам второго этапа по энергосбережению в соответствии с градусо-сутками отопительного периода (ГСОП) Омска. Горячее водоснабжение и потребление электроэнергии здесь не учтены.
А диаграммы слева взяты из статьи руководителя Центра энергосбережения и эффективного использования нетрадиционных источников энергии в строительном комплексе Москвы ГУП «НИИМосстрой», доктора технических наук Г.П. Васильева.
Здесь изображена структура тепловых и энергетических потерь современного серийного жилого дома П-44. После повышения уровня сопротивления теплопередаче стен до 3–4 кв.м град/Вт и окон до 0,5–0,6 кв.м град/Вт основной ресурс энергосбережения связан не с дальнейшим утеплением оболочки здания, а с инженерными системами — вентиляции и горячего водоснабжения. Речь идет об утилизации тепла вытяжного воздуха и канализационных стоков.
Получается, даже типовая многоэтажка может приблизиться к пассивному дому. Достаточно просто снизить теплопотери. Как это сделать?
Снижение теплопотерь за счет вентиляции
Есть заблуждение: дескать, снизить вентиляционные тепловые потери можно только за счет теплообмена между приточным и удаляемым воздухом с помощью пластинчатых или роторных рекуператоров. Это не так.
Существует адаптивная вентиляция по реальной потребности, где эффект экономии построен на том, что реально жилые помещения заселены далеко не всегда (люди уходят на работу, дети в школу и т.д.). В пустующих помещениях можно снизить расчетный воздухообмен в разы — без ущерба для качества воздуха.
На фото: автоматическая вытяжная решетка фирмы «Аэрэко» с индикаторами присутствия человека
Делается это автоматически при постоянном мониторинге индикаторов присутствия людей в помещении (концентрация углекислого газа, летучих органических соединений, паров воды, ИК-излучения от людей). Так можно добиться экономии 30–50% тепла, уходящего в вытяжку. Правда, оставшийся воздух уйдет в атмосферу, будучи комнатной температуры.
Максимальный результат дает сочетание двух энергосберегающих технологий в одном приборе. С помощью датчиков углекислого газа и датчиков присутствия / движения в жилых комнатах можно снижать общий уровень вентилирования в суточном режиме, а потом использовать традиционный рекуператор (на фото — рекуператор DXR фирмы «Аэрэко»).
КПД теплообменника системы DXR составляет 82%, а расход воздуха снижается до 50% (учет заселенности помещений). Суммарный эффект по энергосбережению достигает 92%.
Пример применения рекуператора DXR в обычной квартире
В энергосберегающих домах могут использоваться не только центральные рекуператоры, но и локальные. На фото — оконный регенератор фирмы «Ренсон».
Сначала теплый удаляемый воздух нагревает небольшой теплонакопитель, затем, при автоматическом переключении направления воздушных потоков, холодный приточный воздух подогревается.
Тепло удаляемого вентиляционного воздуха можно использовать для подогрева не только приточного воздуха, но и воды. На фото — крышный вентилятор «Аэрэко» с теплообменником «воздух-вода».
Схема утилизации тепла удаляемого вентиляционного воздуха в многоэтажном доме
Снижение потерь тепловой энергии
Из отапливаемого обитаемого дома много тепла теряется не только с удаляемым грязным воздухом, но и с удаляемой теплой водой (после принятия душа, мытья посуды и т.д.). В концепции пассивного дома возврат тепла от этих стоков тоже очень важен. На рисунке — пример, как это можно сделать.
Для повышения энергоэффективности здания надо максимально сократить потери тепловой энергии, постараться как можно большую часть неизбежных стоков тепла (вентиляция, канализация) утилизировать. Кроме того, решению задачи достижения энергетической независимости здания может помочь использование возобновляемых (условно бесплатных) источников энергии. Это энергия Солнца, Земли и ветра. Подробно останавливаться на этой теме не буду, поскольку для этого требуется несколько отдельных статей. Упомяну лишь, что наряду с привычными решениями вроде солнечных батарей, гелиоколлекторов, ветрогенераторов, можно использовать тепло грунта для отопления дома (тепловые насосы).
Схема прямого использования тепловой энергии от Солнца с помощью гелиоколлекторов
На схеме: тепловые насосы способны использовать тепло окружающего воздуха, воды и грунта для нагрева воды в жилом доме
Вместо выводов
Есть множество мнений, экспертов в том числе, что создание пассивного дома по немецкому образцу в России невозможно или крайне затруднительно по разным причинам (финансовым в том числе). Но это совершенно не отменяет возможности применения различных энергосберегающих технологий для снижения эксплуатационных затрат на отопление зданий. А в том, что уменьшить теплопотери вполне реально даже в суровых условиях Сибири, мы уже убедились.
ВАША ОЧЕРЕДЬ…
Как вы думаете, выгодно ли строить энергоэффективный дом в условиях средней полосы или холодного климата? Какие строительные материалы лучше использовать?
Источник
Энергоэффективный дом — современный способ строительства
Энергосбережение устанавливает строгие правила для новых зданий. Низкое энергопотребление стало в настоящее время стандартом для строительства.
Термин энергосберегающий дом не описывает какую-либо конкретную конструкцию, а это название для различных стандартов, материалов, технологий.
Потому что благодаря эффективной технологии и отличной изоляции, такой дом достигает лучших показателей в энергоэффективности.
Еще совсем недавно строителям не приходилось беспокоиться об энергоэффективности домов. Энергия была дешевой.
В настоящее время всё коренным образом изменилось: дорогое топливо, тарифы на электроснабжение, появление новых эффективных строительных материалов — всё это подталкивает застройщиков строить энергоэффективные дома, дома с пониженным расходом тепловых ресурсов.
Что такое энергоэффективный дом?
Не существует обязательного определения термина «энергосберегающий дом». В целом, такой требует значительно меньше энергозатрат, чем традиционно построенное здание.
Хорошая изоляция и система высокой эффективности отопления дает больше возможностей для новых зданий, они являются обязательными в энергоэффективности строительства новых домов.
Поскольку нет точного определения энергоэффективных домов, были установлены различные условия, которые должны прописывать различные стандарты энергосберегающего дома:
Дом ПЛЮС это самый пик усилий по сохранению энергии. Он генерирует больше энергии в течение года, чем потребляет.
Дом с нулевой энергией полностью автономный. Он генерирует всю свою собственную энергию — например, через солнечную тепловую энергию, фотоэлектричество или системы рекуперации тепла.
Солнечный дом является энергоэффективным домом, который выигрывает по меньшей мере, на 50 процентов по определению, а в идеале, даже 100 процентов от его нагрева и горячей воды энергии с помощью солнечной энергии. Он имеет огромные солнечные коллекторы и большой буферный резервуар.
Пассивный дом не требует никаких обычных систем отопления благодаря очень хорошей изоляции и системы рекуперации тепла нагрева. Только в очень холодные дни есть небольшой аварийный нагрев. Он может потреблять не более 1,5 литров мазута в год на 1 квадратный метр отапливаемой площади.
Следующий тип — трёх литровый дом, т. е. потребление мазута не превышает данные параметры в года на 1 квадратный метр отапливаемой площади.
Дом с низким энергопотреблением является общим термином для зданий, для которых требуется меньше энергии, чем установленные минимальные требования к зданиям.
Преимущества энергосберегающих домов
Высокоэффективные энергосберегающие технологии могут быть достигнуты с помощью различных строительных решений, таких как толстая изоляция, стеклопакеты или солнечная тепловая поддержка.
Все это, конечно, не дешёво, но эти инвестиции заслуживают внимания, энергоэффективный дом приносит с собой со временем ощутимую экономию в дальнейшей его эксплуатации.
Частичное автономное энергоснабжение
Многие энергоэффективные дома оснащены солнечными тепловыми или фотогальваническими системами. Это делает владельцев частично самодостаточными.
Солнечные тепловые системы обеспечивают здание энергией для производства горячей воды в тёплое время года и часто также поддерживают отопление в переходный период.
Солнечные дома являются особым случаем: они характеризуются тем, что у них очень большие поверхности коллектора и буферные резервуары и поэтому потребляют не менее 50 процентов годовых потребностей в отоплении и горячей воде солнца.
Оставшаяся потребность в энергии часто генерируется в солнечных домах с помощью нагревателя печи с резервуаром воды.
Последний нагревает воду для системы отопления во время светового дня.
Но есть, также, солнечные дома, которые покрывают 100 процентов годового спроса в солнечной энергии. Владельцы таких домов полностью автономны в своем теплоснабжении.
Независимость от колебаний цен и увеличения энергетического рынка
В последние годы цены на энергию, как правило, демонстрируют рост. Для владельцев зданий с плохой изоляцией это может быть реальным финансовым бременем.
На владельцев энергоэффективных домов меньше влияют высокие цены на энергоносители: те, кому требуется всего несколько сотен литров мазута или эквивалент другого источника энергии — в год, могут справляться с более высокими ценами на энергию намного легче, чем домовладелец, который потребляет много раз больше энергии.
Более высокая стоимость перепродажи
Дома с хорошей теплоизоляцией можно продавать быстрее и обычно по более высокой цене, чем здания с плохой изоляцией.
Потому что покупатели не только видят цену покупки, но и последующие затраты, например, на будущие высокие затраты на отопление. Поэтому энергосберегающие дома выгодно строить на перспективу.
Улучшенная среда обитания
Плохо термоизоляционные и протекающие дома часто имеют более плотный воздух в помещении, чем здания с хорошей теплоизоляцией. Потому, что влажность может оседать на холодных стенах комнат, что способствует росту плесени.
Однако, плотные и хорошо изолированные здания требуют и усиленной вентиляции. Как альтернатива — возможна контролируемая система вентиляции с рекуперацией тепла.
Кстати, регулярное вентилирование воздуха не должно приводить к увеличению потребления энергии, потому что теплый внутренний воздух может хранить больше влаги, чем холодный наружный воздух, а влажность насыщенного воздуха требует более высокой подачи энергии для разогрева.
Планируйте дом с низкими теплопотерями
Энергосберегающая конструкция дома обычно представляет собой сочетание архитектурных, конструктивных и технических элементов.
С одной стороны, цель состоит в том, чтобы потерять как можно меньше энергии, а с другой стороны, сгенерировать необходимое тепло наиболее эффективным способом.
Важными структурными мерами является ориентация дома на солнце, большие окна на юг, северная сторона максимально закрыта, так как теплопотери, в основном происходят от окон и дверей.
Например, компактная форма здания приводит к минимизации теплопотерь. Минимизация углов, простота конфигурации самого дома тоже приводят к минимизации затрат на теплопотери.
Должна быть очень хорошая теплозащита внешнего контура дома — его наружных стен.
Это может быть достигнуто в сплошной конструкции, например, с современными теплоизоляционными материалами, а также с изоляционными деревянными конструкциями.
Обычные кирпичные, наполовину бревенчатые или панельные стены требуют дополнительной изоляции для удовлетворения потребностей в низком потреблении теплоносителей.
Окна должны быть с двумя, а лучше с тремя улучшенными теплозащитными остеклениями.
Должна быть установлена ветрозащитная обработка всех компонентов наружных стен дома.
Всё самое интересное на SOROKA.TOP
Источник