Энергосберегающие строительные материалы жилом доме. Индивидуальное восприятие комфорта и климат в помещении
Мировой опыт решения проблемы истощения запасов топлива
В настоящее время человечество столкнулось с необходимостью найти замену углеводородам, запасы которых невозобновляемы и неуклонно снижаются. Такая задача стоит на государственном уровне. Разные страны решают ее по-разному. Начиная с того, что созданы программы по маркировке энергоэффективных бытовых приборов и продуктов. Для этих целей в США Агентство по защите окружающей среды в 1992 году создало программу «Энерджи стар». Логотипы ENERGY STAR® и EnerGuide for Equipment используют для указания энеогозатратности инженерного оборудования (водонагревательного, отопительного, кондиционеров, вентиляции и пр.) и помогают потребителям выбирать наиболее энергоэффективные устройства, а также стимулируют компании производить энергоэффективную продукцию. Совсем недавно агентство разработало стандарт энергоэффективного здания ENERGY STAR® for New Homes «Энерджи стар». Стандарт ENERGY STAR® for New Homes популяризирует энергоэффективный способ работ в сфере домостроения. Это позволяет строить менее энергозатратные (на 30 %) новые здания.
В конце прошлого 20 столетия в США было принято решение о том, что сбережение энергии энергетическими компаниями достигнутое у потребителей, дает энергетическим компаниям 30% средств, которые получены потребителем, вследствие экономии энергии. Причем эти средств зачисляются в счет прибыли энергетической компании. До этого было принято решение, ограничивающее прибыль энергетических компаний, получаемую от поставки энергии сверх плана. Указанные два фактора в совокупности, а также то, что инвестиции в мероприятия по экономии у потребителей для энергетической компании в 3 раза более выгодно чем строительство новых мощностей, привели к тому, что энергетические компании стали инвестировать средства в мероприятия по энергосбережению у потребителей.
Энергокомпании стали проводить деятельность по сбережению энергии у потребителей. Одним из видов такой деятельности стало стимулирование энергосбережения ценами. Энергетические компании устанавливают скидки потребителю за уменьшение мощности оборудования.
В 1997 г. в Канаде комиссия по зданиям (Canadian Commission on Building and Fire Codes) вместе с Национальным исследовательским советом Канады (National Research Council Canada) после консультаций с регионами (по канадским законам, градостроительство и эксплуатация зданий принадлежат к компетенции провинций и территорий) и другими заинтересованными сторонами разработали и национальные энергетические стандарты для зданий - The Model National Energy Code of Canada for Buildings 1997 (MNECB). В этом документе указаны требования к энергосбережению новых строений. Наиболее строгие требования в MNECB установлены для вводимых в эксплуатацию новых зданий на территории этой страны. По мнению канадских властей это позволит к 2011 г. повысить на 25% энергоэффективность новых зданий по сравнению со старыми зданиями.
В Японии после нефтяного кризиса 1973 г. были разработаны и приняты меры по энергосбережению. Это привело к к снижению на 35% энергоемкости ВВП. Однако, вдальнейшем энергопотребление начало увеличиваться в среднем на 3,1% в год. Японское правительство было вынуждено в 1993 г. пересмотреть «Закон об энергосбережении». В настоящее время в Японии министерство международной торговли и промышленности обязано устанавливать, опубликовывать и реализовывать основные политику, направленную на разностороннее стимулирование национального энергоиспользования, а основные энергопользователи обязаны выполнять мероприятия по рационализации энергопользования в соответствии с политикой японского правительства.
В Европе едва ли не первым международным документом, в котором указано о необходимости введения энергоаудита, стала Директива Евросоюза 93/76/ЕС «о ограничении выделений двуокиси углерода путём улучшения энергоэффективности». Одно из нововведений Директивы предусматривало обязательность определения расходов на отопление, кондиционирование, горячее и холодное водоснабжение зданий. Указанная директива стала основой для создания новых норм и правил в области энергоэффективности в странах ЕС. Директива Евросоюза 93/76/ЕС указала правовые основы энергоаудита в Европе.
Сегодня в большинстве стран Европы энергоаудит является обязательным для оформления энергетического паспорта строения. Энергетический паспорт здания это документ, который содержит данные по теплоэффективности здания, данные о фактическом энергопотреблении здания и является подтверждением соответствия здания действующим энергоэффективным нормам.
Несмотря на то, что действует Директива Евросоюза 93/76/ЕС, в настоящее время в странах Европы отсутствует единый подход к сертификации. Национальные правительства разрабатывают национальные требования к сертификации зданий. Однако, уже сейчас сертификация зданий, которые расположены на территории Европейского союза, производится по рейтингу энергетической эффективности зданий. Рейтинг присваивается зданию в зависимости от потребления энергии, вычесленной в кВт.ч/м2.год. В соответствии с этим рейтингом зданию или сооружению выдается сертификат, который свидетельствует о соответствии классу энергоэффективности от A, при потреблении равном или меньше 25 кВт.ч/м2.год, до G, при потреблении, свыше 450 кВт.ч/м2.год.
В соответствии с документом, который получил название «Цели 2020» (2007 г.), энергоэффективность к 2020 г. должна повыситься на 20%, доля возобновляемых источников энергии в ее производстве должна вырасти до 20%, на 30% должен быть уменьшен выброс углекислого газа CO2. Эти цели будут достигаться в том числе за счет появления продукции спецмаркировки, которая указывает на энергетический класс, уровень шума и другие существенные характеристики.
Лидером по разработке и постройке энергоэффективных зданий является Дания. В этой стране экономический рост не сопровождается ростом энергопотребления. В настоящее время дом в Дании не будет принят в эксплуатацию, если на его отопление затрачивается более 70 кВтчас на 1 метр квадратный.
Новые градостроительные нормы в Дании были введены в 2006 г. Согласно новых норм на 25-30% по сравнению с предыдущими нормами возросли требования к энергоэффективности зданий. Нормы, которые будут приняты в 2015 г., будут еще строже. Важной мерой в обеспечении энергосбережения при отоплении является энергетическая маркировка строений и зданий. Энергетическая маркировка применяется и для вновь возводимых, и для существующих зданий. В этой стране принято разделять здания в зависимости от площади на здания общей площадью менее 1500 м2 и более1500 м2. В разных случаях по-разному маркируют здания и применяют разные способы энергосбережения. Как показала датская практика, такая маркировка строений и зданий является действенной мерой, позволяющей ограничивать расход энергии в зданиях.
Положение дел по рассматриваемому вопросу в России
В России в настоящее время, по оценкам экспертов, тратится на отопление 350 кВтчас на 1 метр квадратный. Это в пять раз больше чем в Европе. В том числе поэтому энергоэффективность стала одним из основных направлений исследований, проводимых в «Сколково». Так, специально для того, чтобы осуществлять разработку новых технологий в области энергоэффективности запланировано строительство исследовательского центра датского концерна Danfoss. Danfoss является ведущим мировым производителем оборудования для энергоэффективных зданий. Кроме того, «Сколково» впоследствии станет испытательным полигоном для инновационных технологий, которые здесь разрабатываются. Пример воплощения новых технологий это строительство здания, названного «Гиперкуб».
Немного теории
Энергоэфективность это рациональное расходование энергии.
В домостроении можно выделить следующие первичные факторы растраты энергии:
- архитектурные решения, вызывающие повышенный расход энергии;
- отсутствие практики применения альтернативных видов энергии;
- отсутствие приборов контроля и учета энергии;
- плохое качество и неграмотный монтаж оконных рам;
- плохое качество теплоизоляционное стен;
- морально устаревшие системы вентиляции;
- значительная протяженность теплотрасс.
Практическим решением, которое позволяет исключить приведенные выше факторы нерационального расхода является энергоэффективный дом. Под энергоэффективным домом принято понимать здание, для которого характерно малое энергопотребление идеальным вариантом является энергонезависимость.
Концепции энергоэффективного дома
В настоящее время разработано несколько концепций энергоэффективного дома.
Концепция «Пассивный дом». Концепция «Пассивный дом» это наиболее ранняя и очень известная концепция энергоэффективного дома. Эта концепция впервые была применена в Германии в конце 20-го века. Сейчас принято относить здание к «пассивным», если оно соответствует стандартам, немецкого института пассивных зданий. «Пассивный» дом – это, в первую очередь, хорошая теплоизоляция. В пассивном доме поддерживается комфортный микроклимат главным образом за счет тепла человеческого тела, энергии солнца, энергии бытовых электроприборов и т.д.
Пассивный дом практически не имет тепловых потерь. Технологии «пассивного дома» проверены в условиях сурового климата скандинавских стран и доказали свою эффективность. Впервые пассивный дом был возведен по экспериментальному проекту в 1991 году в Германии, руководил проектом Вольфранг Файст. В здании проживают четыре семьи, на отопление расходы не превышают 1 л жидкого топлива в год на 1 м2 площади, подлежащей отоплению. В конце первого десятилетия 21 века было введено в эксплуатацию более 7000 пассивных домов. В пассивном доме экономия энергии составляет 90%. Это достигается в первую очередь за счет грамотной теплоизоляции ограждающих стен, увеличения площади остекления южного фасада, а также за счет автоматизированных систем отопления и вентиляции. Также используется солнечная энергия.
Концепция дома с нулевым энергопотреблением. В концепции «Дома с нулевым энергопотреблением» основное внимание уделяется использованию альтернативных видов энергии.
Первый дом с нулевым энергопотреблением был построен в США талантливым инженером Майком Стризки. В доме Майка Стризки летом солнечные батареи вырабатывают на 60% больше энергии, чем это требуется о для нормального проживания. Избыток расходуется на получение водорода из воды. Водород используется для отопления зимой, когда солнечного тепла недостаточно. Майк Стризки не платит денег ни за электричество, ни за газ. Отрицательной стороной концепции дома с нулевым энергопотреблением является высокая стоимость инженерных решений. Поэтому практически, при реализации этой концепции, специалисты сокращают утечки нагретого воздуха, утепляют ограждающие стны, ориентируют окна на юг, разрабатывают энергоэффективные архитектурные решения. Указанные меры в обеспечивают экономить до 60-70% энергии на отопление.
Дом генерирующий энергию. Концепция дома генерирующего энергию являет собой дом, который сам производит электроэнергию для своих нужд. При этом излишки электроэнергии летом продаются энергетической компании, а зимой покупаются обратно. Эффективная теплоизоляция, грамотные архитектурные решения, технологии, позволяющие преобразовывать энергию альтернативных источников в электроэнергию делают такие дома технически реализуемыми.
Энергоэффективный дом Active House в России
Европейская концепция Active House пришла в Россию.
Построенный в России по концепции Active House дом являет собой комплекс инженерных решений, направленных на бережное природопользование и рациональное расходование энергии. Архитектор Ральф Ноулз пришел к выводу, что энергоэффективность здания зависит от отношения площади ограждающих конструкций к объему здания. Чем меньше это отношение, тем в меньшей мере здание подвергается влиянию окружающей среды. Построенный в России Active House полностью соответствует этой закономерности. Главным компонентом Active House – является строительная часть здания. Грамотно рассчитанная и качественно смонтированная теплоизоляция, специальный каркас здания, который устраняет «мостики холода», специальная разработка узлов примыкания, повышенная герметичность здания позволили инженерам сократить теплопотери.
Применение теплового насоса позволило на 72%, в сравнении с электрокотлом, снизить расход электроэнергии. По итогам наблюдения средний сезонный коэффициент преобразования для теплового насоса составляет 3,6 единиц. Эта величина учитывает работу всего встроенного электрического оборудования, в т.ч. трубчатых электронагревателей. Таким образом на 1 кВт*ч электрической энергии, потраченной на работу теплового насоса, вырабатывается 3,6 кВт*ч тепла. Другими словами, для теплового насоса мощностью 9,4 кВт*ч, примерно 6,78 кВт*ч – получено от тепла земли. Другим инновационным решением стало применение солнечных коллекторов. Это решение полностью оправдало себя. Нагрев воды на 70% производится за счет энергии солнца, это позволяет сберегать порядка 30 тыс. рублей в год. Однако из-за особенностей климата в России, эффективность работы таких устройств, как солнечные коллектора зависит от времени года. Зимой значительный снежный покров не позволяет солнечным коллекторам работать на полную мощность, весной система становится эффективной. Так, например, в марте солнечная энергия покрывает 344 кВт из 433 затраченных на нагрев воды, в апреле солнечные коллектора вырабатывают 527 кВт.
Микроклимат, создается в доме при помощи интеллектуальных систем вентиляции, фильтрации воздуха и обогрева. В Active House поддерживается наилучший уровень кислорода и оптимальная влажность. Это стало возможным благодаря применению экологических строительных материалов, а также за счет применения специальных датчиков, реагирующих на рост содержания СО2 в воздухе.
Значительная площадь остекления, достигнута благодаря применению мансардных и фасадных окон. Естественная освещенность в «Active House» в 10 раз превышает уровень требований СНиП. Такое обилие света используется для отопления и комфортно. Многочисленными опытами доказано, что освещение солнечным светом как нельзя лучше влияет на организм человека. Кроме того, освещение солнечным светом экономит электроэнергию. Так как большая часть окон находится на южном фасаде, солнечное тепло не теряется, а используется для обогрева. Дополнительные теплопоступления за счет расположения окон на южной стороне составляют порядка 7000 кВт*ч.
По результатам опытной эксплуатации Active House специалисты сделали вывод о том, что затраты на энергию в Active House в 11 раз ниже, чем в неэнергоэффективном доме. Цифры говорят сами за себя. Фактические расходы в «Active House» составляют около 20 тыс. рублей в год, а расходы в неэнергоэффективном доме составляют – 217 тыс. рублей в год.
Суровые будни российской действительности
Как было сказано, в России энергопотребление здания составляет примерно 350 кВт/(м2*год). Такие цифры для новых зданий, установлены нормами СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». По сравнению с европейским положение дел такое энергопотребление крайне расточительно. Энергоэффективные дома строятся очень редко, в основном для исследований на средства бюджета. Частные застройщики энергоэффективные здания не возводят. Основным фактором, препятствующим внедрению энергоэффективных технологий в строительстве, является повышенная стоимость энергоэффективного дома.
По мнению председателя Комитета по системам инженерно-технического обеспечения зданий и сооружений НОСТРОЙ Ивана Дьякова в настоящее время, в России ни один жилой дом не отвечает требованиям, которые предъявляются энергоэффективным зданиям. Такое важное заявление сделал Иван Дьяков на III Всероссийском конгрессе.
Руководитель аппарата Национального объединения проектировщиков Антон Мороз также считает, что инновации по энергоэффективности и энергосбережению станут внедряться, только после законодательного закрепления обязанности заказчиков применять энергоэффективные технологии в строительстве. Те энергоэффективные решения, которые заложены в проект при проектировании, в процессе возведения здания, чаще всего, не реализуются. Это происходит из-за того, что Заказчик не имеет стимула вкладывать средства в энергоэффективные технологии.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что для широкого внедрения энергоэффективных технологий нужна законодательная база и реальные государственные программы, которые бы стимулировали энергоэффективное строительство в нашей стране. Для решения этого вопроса начаты исследования в Сколково, ведется сотрудничество с датской компанией- производителем тепловых насосов «Данфос», бюджетные учреждения обязаны составлять энергетические паспорта зданий. Однако этих мер явно не достаточно. Отставание от Европы составляет годы. Для того чтобы ликвидировать наметившееся основание, необходимо строительство энергоэффективных домов проводить в рамках федеральной программы, с частичным финансированием инновационных технологий государством.
Современный дом – это в первую очередь дом, в котором затраты энергетических ресурсов оптимизированы, т.е. сведены к минимуму. Такой дом принято называть энергоэффективным. Что прячется под этим понятием, догадаться не трудно, а вот какие именно технологии применяются в процессе строительства таких домов – это уже вопрос, с которым следует разобраться подробнее. Именно этим вопросом мы и займемся в данной статье, в которой вместе с сайтом сайт разберемся, что такое энергоэффективный дом и какие технологии применяются в процессе его строительства.
Энергосберегающие технологии для частного дома фото
Энергоэффективный дом: зачем терять тепло понапрасну
По большому счету, такое понятие как, энергоэффективный жилой дом, в первую очередь призвано решать два основных вопроса: первый – это экономный расход ресурсов и второй – максимально полезное использование этих самых ресурсов. Эти два вопроса не являются взаимоисключающими – как раз наоборот, в энергоэффективном доме они решаются одновременно. Причина простая – невозможно экономить ресурсы, если выработанная благодаря им энергия не сохраняется, а улетучивается в непонятно какое измерение.
Это касается не только тепла в доме, но и многих других систем расходующих ресурсы. О них мы поговорим дальше, а пока ознакомимся с эффективными способами борьбы с потерей тепла в доме. Как таковой способ один – в целом он представляет сбой комплекс мероприятий, который включает в себя следующие моменты.
Кроме того, энергосберегающие технологии для дома предусматривают еще и (процесс минимизирует передачу холода от почвы в стены дома), а также теплоизоляцию крыши. В совокупности все эти технологии (естественно, при их грамотном использовании) способны обеспечить сохранность тепла в доме и снижение затрат на отопление примерно на 40-50 процентов. Следует понимать, что сохранить тепло – значит сэкономить на топливе.
Современный энергосберегающий дом: это не только теплый дом
В понятие энергосберегающих технологий вкладывается не только сохранение тепла в доме – кроме того, это еще и оптимальный расход других ресурсов, необходимых человеку для создания комфортной обстановки в доме.
Кроме того, энергоэффективность дома повышается в несколько раз, если вместо магистральных ресурсов в нем потребляется природная энергия. К примеру, электричество можно вырабатывать с помощью . Воду можно собирать дождевую и после очистки направлять на свои нужды. С помощью солнца и специальных можно даже нагревать воду и применять ее для отопления и горячего водоснабжения Частичный отказ от магистральных ресурсов – это шаг к полной энергонезависимости.
Как контролируются ресурсы в энергоэффективных домах
Любые энергосберегающие технологии позволяют в значительной мере сократить расход ресурсов – это понятно всем. Но вот чего многие люди не понимают, так это того, что контроль над этими технологиями, а вернее над их работой в доме, позволяет сэкономить еще львиную долю ресурсов, которая по своим размерам не такая уж и малая. Речь идет о снижении счетов за оплату ресурсов как минимум на 15-20%. Именно в этом и заключаются все прелести системы « » – тотальный автоматический контроль. Как контролирует умный дом расход ресурсов?
Естественно, внедрение этих энергосберегающих технологий для частного дома потребует немалых финансовых затрат, быстрая окупаемость которых во многих случаях остается под вопросом. Нет, они купаются, но происходит это не так уж и быстро, как хочется. Кроме того, выделить сразу большую сумму на внедрение всех энергосберегающих систем не так уж просто – как вариант, сделать энергоэффективный дом своими руками можно постепенно. В таком случае расходы будут равномерно распределены во времени. Также не следует забывать и о том, что частичное или полное выполнение работ в значительной мере снизит затраты на внедрение этих технологий.
В заключение темы про энергоэффективный дом добавлю еще несколько слов по поводу технологий, предоставляющих энергонезависимость – солнечные панели, солнечные коллекторы, которые предусматривают использование природной энергетики. Срок окупаемости таких систем может быть снижен, если вы заключите договор на поставку электроэнергии в центральные сети. Это возможно благодаря излишкам электроэнергии – днем она накапливается в аккумуляторах, которые, как говорится, не резиновые. После того, как емкости получат полную зарядку, энергию можно перенаправлять в центральные энергетические системы, и за эту энергию вам будут платить. Как вариант, излишки электричества, которые будут у вас в любом случае, можно продавать соседу по более низкой стоимости, чем у центральных систем энергоснабжения.
Расчитайте приблизительную стоимость строительства энергоэффективного дома, используя строительный калькулятор .
Что же такое энергоэффективный дом?
Это дом, в котором:
Выполнение вышеуказанных условий обеспечивает в доме низкое и сверхнизкое энергопотребление. В Германии хорошими показателями энергоэффективного дома считаются, когда на 1 м² отапливаемой площади в год расходуется не более 1,5…3 литра условного топлива, т.е. не более 15...30 кВт ч/м² в год.
По теории немецких ученых, в любой местности есть свои специфические (для данной местности) природные возобновляемые источники, которые в случае низкого энергопотребления могут полностью заменить традиционные источники энергоресурсов и обеспечить комфортное проживание в доме.
Низкое энергопотребление дома дает возможность использовать возобновляемые источники энергии окружающей среды. При этом источники энергии могут быть различных видов: геотермальная энергия Земли, солнечная энергия, энергия ветра, энергия воды. В приморской зоне, например, ветрогенераторы и приливные электростанции . В горной местности - ветрогенераторы и геотермальные системы . В равнинной местности - геотермальные, солнечные установки и т.д. Такое использование окружающей среды является экологически безопасным, обеспечивает сохранность окружающей среды, а самое главное, дает независимость от постоянно растущих цен на энергоресурсы.
Несмотря на высокую стоимость оборудования, необходимого для получения тепла из возобновляемых источников энергии, оно становится конкурентоспособным традиционному оборудованию, работающему на газе, электричестве, дровах и угле, так как текущие эксплуатационные затраты минимальны и практически не зависят от роста цен. К тому же за последнее время стоимость этого оборудования, которое в недалеком прошлом была фантастической, значительно снизилась и с каждым годом продолжает снижаться.
Строительство индивидуальных малоэтажных энергоэффективных жилых домов в России
В настоящее время, индивидуальные малоэтажные энергоэффективные дома для большинства населения России являются несбыточной мечтой. Единичные экземпляры, построенные в последнее время, по стоимости (более 100 тыс. руб./м²) значительно превышают стоимость обычных домов, рассчитанных по действующим в России нормам.
Специалистам ООО «ИнтерСтрой» была поставлена задача, разработать проект и построить опытный образец энергоэффективного индивидуального малоэтажного дома, по стоимости, не превышающей среднюю стоимость обычного загородного дома (ориентировочно не более 60 тыс. руб./м²).
В дальнейшем, по итогам мониторинга эксплуатационных свойств строящегося здания, планируется продолжить оптимизацию затрат и снизить стоимость строительства еще на 10-15%. Такое условие необходимо для реализации массового строительства домов такого класса в местности с ограниченными энергоресурсами (отсутствие электричества, газа).
Предварительный выбор основных архитектурных и технических решений
До принятия основного варианта «пилотного проекта» индивидуального малоэтажного жилого дома, специалистами ООО «Институт пассивного дома», были проанализированы несколько вариантов планировочных и конструктивных решений, а также сделаны предварительные расчеты для подбора видов утеплителей и их толщин.
С целью снижения стоимости дома, была принята прямоугольная форма дома в плане, позволившая минимизировать объем наружных стен на единицу площади здания.
Особое внимание было уделено выбору конструкции наружных стен. В результате сравнения различных материалов (кирпич, пеноблоки, деревянный каркас и т.д.), в качестве несущих и ограждающих конструкций, было решено использовать монолитные железобетонные конструкции. Бетонные стены имеют плотную структуру, что позволяет более качественно выполнить требуемую герметизацию внутреннего объема, необходимого для контроля и управления воздухообменом с целью минимизации тепловых потерь и максимального сохранения тепла (до 80%). Также обеспечивается высокая несущая способность при минимальных толщинах, что существенно снижает объем конструкций и уменьшает стоимость и сроки выполнения работ.
В качестве утеплителя, среди огромного многообразия материалов представленных на сегодняшний день (жесткие, мягкие, минеральные, синтетические, «задувные» и т.п.), был выбран плитный минераловатный утеплитель нового поколения, производимый компанией «SAINT-GOBAIN» . Кроме того, была достигнута договоренность о совместной разработке с компанией «SAINT-GOBAIN» узлов крепления утеплителя (толщиной 400 мм и более) к бетонной поверхности наружных стен.
Внешний вид здания
Основные проектные решения здания
Архитектурно-планировочные решения
Архитекторами была принята модульная концепция планировки здания, при использовании которой, можно реализовать примыкание модулей в различных направлениях.
Модуль представляет квадрат с внутренними размерами 9,6×9,6 метров общей площадью около 90 м². Квадратная форма была принята для снижения материалоемкости наружных дорогостоящих стен из расчета на 1 м² площади.
Модульная планировка дает возможность строить дома площадью: 90 м², 135 м², 180 м², 225 м², 270 м² и т.д.
Фундамент
Фундамент выполнен в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 300 мм, cтены подвального этажа выполнены из монолитного железобетона толщиной 150 мм.
Конструкции стен первого, второго и третьего этажей
Наружные стены – несущие, выполнены из монолитного железобетона толщиной 150 мм с последующим утеплением минераловатными плитами, с наружной отделкой вентилируемыми фасадами и частично штукатурными фасадами. Внутренние стены, кроме двух простенков лестницы и первого простенка коммуникационной шахты, могут выполняться из любых стеновых материалов по желанию заказчика (кирпич, пазогребневые блоки, ГКЛ и т.п.).
Перекрытия
Междуэтажные перекрытия - безбалочные монолитные железобетонные, толщиной 160 мм, с опорой на наружные стены, простенки лестницы и коммуникационной шахты. Монолитное перекрытие с большим пролетом дает возможность архитекторам, при оформлении интерьера, выполнить любую индивидуальную планировку и удовлетворить самые строгие запросы заказчика.
Кровля
Кровля принята частично не эксплуатируемой с односкатным радиусным закруглением с внутренним водостоком и частично эксплуатируемой с плоским скатом. Утепление радиусной кровли принято из минераловатных плит «ISOVER» толщиной 600 мм. Утепление плоской кровли – 450 мм экструзивного пенополистирола. Различные решения приняты для того, чтобы показать возможность использования в данном проекте разнообразных видов кровель (как плоских, так и сложных с криволинейным контуром, а также различных видов одно, двух, четырех скатных).
Тепловая оболочка здания
Утепление здания начинается с основания под фундаментную плиту утеплителем из экструзивного пенополистирола толщиной 300 мм. Далее осуществляется утепление стен подвала утеплителем XPS толщиной 350 мм. Утепление наружных стен выполнено минераловатными плитами толщиной 400 мм. Для утепления кровли, парапетов и карнизов используются утеплители с малым объемным весом, как плотной структуры, так и неплотной (экструдированный пенополистирол, «ISOVER» и т.п.). Выбор различных материалов теплоизоляции связан с тем, что утеплению подлежат конструкции, работающие в разных условиях (фундамент, стены подвала, наружные стены, кровля).
Для крепления полужесткого утеплителя на стенах разработаны 2 варианта подсистем вентилируемого и «мокрого» фасада. Одна подсистема состоит из двутавровых балок, выполненных из ОSB, установленных вертикально, с заполнением пространства между фермами утеплителем типа «ISOVER». Вторая - из металлических кронштейнов и деревянных брусков, выполненных в виде каркаса, с заполнением утеплителем типа «ISOVER». Совместно с компанией «Saint-Gobain» продолжаются разработки и других видов унифицированных подсистем с целью их удешевления и улучшения характеристик (для возможности крепления утеплителя толщиной 400 мм, 500 мм и более).
Наружное остекление и двери
В связи с тем, что тепловой расчет экспериментального дома производился по стандартам Германии, архитекторам была поставлена сложная задача. При проектировании остекления дома строго учитывалась ориентация дома по сторонам света. Минимальное остекление принято на северной стороне, максимальное - на южной. В жаркое летнее время на фасаде дома предусмотрена система автоматической солнцезащиты. С целью снижения теплопотерь предусмотрен один вход. Применяемые окна и двери должны удовлетворять следующим требованиям проекта: Rо = 1,19 – 1,20 (м² С)/Вт.
Наружные декоративные элементы фасадов
Имеются различные технические решения, которые позволяют снять проблемы промерзания через эти элементы. Однако они нередко дороги и использование их в строительстве приведет к излишнему удорожанию. Поэтому в данном проекте элементами отделки фасада являются различные сочетания вентилируемого фасада и наружной фасадной штукатурки. Имеющиеся в настоящее время на строительном рынке разновидности этих материалов позволяют удовлетворить вкус самого требовательного заказчика.
Умелое сочетание различных видов отделки вентилируемых фасадов, использование различных цветов наружной окраски участков стен, а также применение разных конструкций кровли позволяет архитекторам предложить заказчикам большое разнообразие не похожих друг на друга домов.
Внутренняя планировка
Все помещения с максимальным пребыванием людей сосредоточены с южной стороны, где возможно максимальное остекление. Помещения технического и бытового назначения располагаются в основном с северной стороны, где наружное остекление отсутствует или оно минимальное. От помещений с двойным светом решено было отказаться, ввиду значительного ухудшения теплотехнических характеристик здания.
Инженерное оборудование дома
Водоснабжение
На территории участка предусмотрена скважина. Скважина обеспечивает все потребности дома. Автоматика управления насосом и все оборудование для подачи воды находится в колодце, оборудованном над оголовком скважины.
Внутри здания в подвале предусмотрен узел ввода, оборудованный необходимой запорной арматурой, фильтрами тонкой очистки воды и счетчиками расхода воды.
Подогрев горячей воды осуществляется совместно с помощью теплового насоса и солнечных коллекторов, а в случае отказа одной из систем – подогрев обеспечивается с помощью резервного источника (в данном проекте – газовый котел).
В случае поломки насоса, в доме предусмотрен аварийный запас питьевой воды в объеме 1000 литров.
Водостоки и ливневая канализация
Кровля состоит из плоской части с площадью около 45 м² и односкатной с переменным уклоном - 75 м². На плоской кровле сток воды осуществляется по уклонам в сторону воронок, расположенных в углах здания. На наклонной кровле сток воды также осуществляется по уклонам к водосточным воронкам, находящимся в самых нижних точках по углам здания.
Вся отведенная дождевая и талая вода направляется в дренажные колодцы пристенного дренажа дома.
Возможно применение на плоской кровле внутренних водостоков с накопительной емкостью дождевой воды в подвале или заглубленной емкости в земле (для использования на полив).
Канализация
Проектом предусмотрены два вида канализации:
1. Для подвала предусмотрена напорная канализация с использованием установки СОЛОЛИФТ (для санузла, душевых кабин и трапа сбора воды с пола моечного помещения и сауны) и дренажного насоса (для откачки воды из приямка технического помещения в процессе эксплуатации).
2. Для остальной части дома предусмотрена самотечная канализация с одним вертикальным стояком в технологической шахте, горизонтальным участком под потолком подвала и выпуском из здания в подвале на высоте 1 м от чистого пола.
Самотечная канализация выводит бытовые стоки в септик. Септик марки «Тверь», предусмотренный в данном проекте, расположен в 3-х метрах от северной стены дома.
Отопление
Изначально в данном проекте ставилась задача использования нетрадиционных, экологически чистых, возобновляемых энергетических источников тепла. Было принято использовать в качестве энергетического источника тепловые насосы (использующие геотермальное тепло Земли) и солнечные коллекторы, использующие энергию Солнца. Вырабатываемое этими установками тепло, по расчетам организации ООО «Компания ЭНСО ИНТЕРНЭШНЛ», достаточно для подогрева воды и обеспечения дома теплом на протяжении всего года. В связи с тем, что теплопотери энергоэффективного дома значительно ниже, чем в обычном доме, то требуемая мощность тепловых установок не превышает 10 кВт.
Обеспечение получения этой мощности возможно с двух скважин общей глубиной около 200 м (50 Вт с каждого погонного метра скважины на 200 метров = 10 кВт).
В качестве резервной энергетической установки принят газовый котел (возможны и другие виды энергетических установок: котлы, работающие на дровах, угле, дизельном топливе, электричестве и т.д.).
Проект отопления с помощью совместной работы теплового насоса и солнечного коллектора выполнен организацией ООО «Компания ЭНСО ИНТЕРНЭШНЛ».
В данном проекте для отопления и ГВС предложена модульная система TYRRO c геотермальным грунтовым (горизонтальным или вертикальным) теплообменником и функцией «freecooling» в летнее время.
Солнечные коллекторы предлагается ставить на специальных кронштейнах на плоской кровле с южной или юго-западной стороны здания. Их площадь определяется в процессе проектирования, исходя из архитектурных и инженерных соображений. Солнечное тепло в летнее время будет направлено на подогрев грунта в месте установки грунтового теплообменника, а также на подогрев воды в бассейне и воды для полива растений. В зимнее время часть низкотемпературного тепла будет направлено на подогрев теплового насоса.
Также предусматривается подогрев воздуха через систему вентиляции в зимнее время, и охлаждение в летнее время. Во время, когда тепловой насос будет нагревать воду, с другой стороны насоса в испарительном контуре (коллектор, находящийся в земле) будет охлаждаться грунт, повышая эффективность охлаждения в режиме «freecooling» .
Вентиляция
В настоящем проекте дома предусмотрена принудительная вентиляция с применением приточно-вытяжных вентиляционных установок с рекуперацией тепла. Применение принудительной вентиляции имеет как достоинства, так и недостатки.
Недостатками этой системы, по сравнению с естественной вентиляцией, являются:
Достоинством является - возможность качественной очистки подаваемого воздуха, что является важным показателем для здоровья людей, особенно страдающих аллергическими и легочными заболеваниями. Чистота окружающего воздуха, как в городе, так и в сельской местности, оставляет желать лучшего. В городе - копоть, отработанные газы машин и т.п. В сельской местности - микрочастицы от цветения растений, вызывающих аллергические заболевания и т.п.
Контроль и управление воздухообменом дает возможность обеспечить в любом помещении, в зависимости от ситуации, поступления достаточного количества воздуха, соответственно и кислорода, что качественно улучшает работу организма человека, особенно его мозга.
Возможность рекуперации тепла от уходящего в атмосферу воздуха дает главную экономию энергопотребления. Современные установки рекуперации позволяют возвращать до 90% тепла, выбрасываемого из дома вместе с воздухом в системах традиционной естественной вентиляции. Это позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты по теплу и дает значительную экономию бюджета.
Для обеспечения в доме вентиляции в случае отключения электричества, предусмотрена система естественной вентиляции. Для обеспечения ее работы и возможности циркуляции воздуха предусмотрены окна с режимом микропроветривания.
Для отвода отработанных газов от газового котла, являющегося резервным источником тепла, предусмотрен отдельный дымоход с выходом на крышу. Забор воздуха для работы котла осуществляется с улицы, а не из помещений.
Электрика
Согласно техническим условиям, на участок, где строится дом, выделено 10 кВт электроэнергии. Подключение дома осуществляется от распределительного электрического щита, установленного на столбе освещения.
В доме имеется свой распределительный щит. Предусмотрен стабилизатор напряжения. Горизонтальная разводка кабельных линий осуществляется на потолке (в кабель-каналах, лотках, в трубках ПНД). Вертикальная разводка питающих этажных кабельных линий - в технологической шахте в кабель-канале, а также скрытая по стенам, в штрабе, с последующей штукатуркой и окраской. Для подключения оборудования принята отдельная питающая линия.
Предусмотрено резервное электрообеспечение от небольшого дизельного генератора, который обеспечивает работу инженерного оборудования в случае аварийного отключения. Подключение и работа генератора происходит в автоматическом режиме и рассчитана на 8-10 часов бесперебойной работы. За это время все инженерные системы должны быть переведены в специальный режим или отключены (в зависимости от назначения того или другого оборудования).
Заземление
В доме предусмотрено заземление, принятое строительными нормами и правилами.
Молниезащита
В доме, для защиты в летнее время от молнии, предусмотрена молниезащита, которая соответствует действующим в России требованиям безопасности.
Эксплуатационные затраты и преимущества
энергоэффективного дома
Учитывая непрекращающийся в России рост цен на коммунальные услуги и энергоресурсы, дома такого класса дают возможность их владельцам значительно легче пережить повышающиеся затраты на услуги ЖКХ.
Представленный ниже рост цен на электричество и газ, не говоря о росте стоимости горячей воды, технического обслуживания и эксплуатации жилья показывает, что он в разы превышает статистический рост зарплаты среднего работающего россиянина. В случае, сохранения имеющейся динамики роста цен на услуги ЖКХ и роста средней зарплаты, в течении нескольких лет, оплата коммунальных услуг составит существенный, а может быть и основной объем расходов в бюджете рядовых российских граждан.
Динамика фактического роста цен на газ и электричество
с 2004 по 2014г.г. и, в случае сохранения имеющейся динамики
роста цен, на период с 2014 по 2024г.г.
По предварительным расчетам, дополнительные общестроительные затраты на обеспечение энергоэффективности здания и затраты на применение современного дорогостоящего инженерного оборудования, использующего альтернативные источники энергии, при действующих тарифах, оправдываются уже за 5-6 лет эксплуатации. С учетом прогнозируемого роста тарифов, в ближайшее время, срок окупаемости может сократиться до 2 лет.
Оценка затрат на отопление обычного дома с энергопотреблением порядка 150 кВт ч/м² год и энергоэффективного дома 25-30 кВт ч/м² год позволяет сделать вывод, что затраты на различные виды энергоресурсов (газ, электричество и т.д.) при эксплуатации энергоэффективного дома снижаются в 5-6 раз, и в случае продолжения роста тарифов, о чем свидетельствуют последние 10 лет, экономия только на отоплении поможет сохранить ваш бюджет.
Далее приведены расходы на отопление обычного дома с энергопотреблением 150 кВт ч/м² год и энергоэффективного дома с энергопотреблением 28 кВт ч/м² год с одинаковыми площадями по 300 м², и использованием различных типов энергоустановок (электрический котел, тепловой насос, газовый котел).
Расходы при эксплуатации элэктрического котла, руб./год
Расходы при эксплуатации газового котла, руб./год
| Год | Обычный дом | Энергоэффективный дом |
|---|---|---|
| 2024 | 116 545 | 21 755 |
| 2019 | 45 556 | 8 504 |
| 2014 | 27 303 | 5 097 |
| 2009 | 10 062 | 1 878 |
| 2004 | 5 966 | 1 114 |
В заключении
В процессе проектирования энергоэффективного дома, инженеры и архитекторы компании ООО «ИнтерСтрой», изучали опыт работы, консультировались у специалистов, как отечественных, так и зарубежных организаций, работающих в этом направлении. Многие из достижений и рекомендаций, которые достойны внимания, были реализованы при разработке индивидуального малоэтажного жилого дома серии «ИС-33э» .
Строительство энергоэффективных домов в России находится на начальной стадии своего развития. В процессе работы над данным проектом стало очевидным, что используемые нами современные достижения, технологические и технические решения - это только малая часть того, что используется в настоящий момент в зарубежных странах.
Нами запланировано много работы по изучению и внедрению отечественных и зарубежных разработок, которые наиболее оптимально подходят к климатическим условиям России.
Компанией ООО «ИнтерСтрой» запланировано несколько направлений по строительству энергоэффективных домов. Ниже представлены некоторые из них:
.1. Продолжение поиска наиболее оптимальных архитектурных и технических решений с применением в конструкциях здания различных типов материалов, как традиционных, так и новых, более эффективных материалов для достижения снижения энергопотребления (ниже 28 кВт ч/м² год).
2. Вести дальнейшую работу по подбору инженерного оборудования и систем, работающих на возобновляемых источниках энергии, а также совмещать их с традиционным оборудованием, работающем на газе, электричестве, дизельном топливе, угле, дровах и т.д.
3. Завершить в текущем году строительство опытного образца индивидуального малоэтажного энергоэффективного дома (28 кВт ч/м² год), по стоимости, не превышающей среднюю стоимость (по московскому региону) обычного дома.
4. Произвести на данном объекте (после окончания строительства - следующие 2-3 года) комплексный мониторинг показателей работы инженерных систем и конструкций здания, что позволит:
Данные мониторинга необходимы для оптимизации и снижения стоимости строительства и последующих затрат. В свою очередь, снижение стоимости энергоэффективного дома, до стоимости, сопоставимой со стоимостью обычного дома, позволит ему занять достойное место на рынке жилья.
Очевидно, что для любого Клиента, которому не безразлично его финансовое благополучие в будущем, выбор строительства энергоэффективного дома будет правильным решением .
Сложно коррелировать между собой уровни энергопотребления Европы, отапливаемой Гольфстримом, с Российскими Сибирью и Заполярьем, обогреваемыми зимой только северным сиянием.
Чтобы расставить точки над "И", для начала неплохо было бы разобраться в терминологии. "Энергоэффективный дом", в разных публикациях трактуется достаточно широко и, уже поэтому, не всегда корректно. Принципиальные разночтения в названиях и уровнях энергосбережения. Колебания в количестве процентов, к тому же берутся они от сложившегося энергопотребления, а он по странам отличается в разы, и совершенно не учитываются климатические особенности. Как правило, за начальную точку отсчёта берётся "сложившийся уровень энергопотребления", но в Европе с семидесятых годов прошлого века законодательно регулируются и ужесточаются строительные нормы энергоэффективности. Мы только начали этот путь, подтверждение чему даты, начавших действовать с 27/XII/2010 года государственной программы Российской Федерации "Энергосбережение и повышение энергоэффективности на период до 2020 года", которая, в свою очередь детализирует статьи закона "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности" от 27/X/2009 года.
Но разберёмся с градациями домов низкого энергопотребления.
В Западной Европе сложилось несколько градаций определения энергоэффективности домов, а поскольку в нашем отечестве таковых пока нет, будем ориентироваться на зарубежный опыт.
Умный дом, подразумевает организацию работы всех систем, на основе компьютерного управления, направленного на обеспечение максимально комфортного проживания человека. Экономия энергии в такой системе может и не браться в расчёт. Концепция появилась в начале семидесятых годах прошлого века. Но вскоре энергетический кризис 1974 года заставил задуматься об энергетической эффективности, в результате параллельно сформировалась концепция низкоэнергетического дома.
Концепция предусматривает полностью и эффективно утеплённый дом, имеющий двух-трёх камерное остекление. Для снижения потерь энергии обязательно оборудуется рекуператором воздуха и входными тамбурами.
Со временем виды энергоэффективных домов разделились на три типа:
Дом низкого потребления энергии или энергоэффективный дом. Предусматривает проведение работ по утеплению (не менее 15-20 см утеплителя на стены, 25-30см чердак), оптимизации отопления, вентиляции и т.д. Для отопления может использовать суточный накопитель энергии (тепло аккумулятор). Обязательно оборудуется рекуператором вентилируемого воздуха. Экономит от 30 до 50% энергопотерь.
Пассивный дом - с нулевым или незначительным, до 10% от обычного, потреблением энергии. Слой утеплителя не менее 25-30 см в стенах и от 50 см в чердачных перекрытиях. Использует энергию солнца и для этого ориентируется окнами на юг. В энергообеспечении, кроме сетевой энергии, участвуют один или несколько альтернативных источников электроэнергии (ветрогенераторы, солнечные панели). Из обязательных атрибутов, можно отметить тепловой коллектор, суточный накопитель энергии, рекуператор для нагрева или охлаждения входящего воздуха, а для предварительного нагрева вентиляционного воздуха зимой нередко используется тепло земли. Летом тот же наружный воздух в земле предварительно охлаждается.
Активный дом - с положительным электробалансом. С мощным, не менее 40 см слоем утеплителя, оборудованный всеми системами, утилизирующими и пускающими в повторный оборот тепловую энергию, за счёт чего почти не имеет внешних энергопотерь. Оснащён несколькими источниками получения, возобновляемой альтернативной энергии. Избыток электроэнергии может расходоваться для обеспечения хозяйственных построек или продаваться в общую энергосистему. Технические требования такие же, как к пассивному и умному дому. Т.е. получаемая от сети, но в основном от собственных источников энергия, с помощью интеллектуального управления, грамотно используется. Система отопления предусматривает сезонный накопитель энергии, обогревающий дом почти без использования внешних энергетических ресурсов в отопительный период.
Эффективность - экономическое понятие, рассматривающее получение определённого результата с минимальными затратами.
Энергоэффективность - энциклопедия трактует, как достижение экономически оправданного рационального использование энергетических ресурсов, на основе последних достижений техники и технологий. Это совсем не означает урезание, или лишение чего-то. Поставленная цель получения максимальной энергоэффективности дома достигается в первую очередь за счёт снижения теплопотерь, более рационального использования тепловой энергии во всех энергетических процессах без ухудшения конечного результата.
Разумеется, хорошо продуманная и выполненная теплоизоляция сооружения, с минимальными мостиками холода, один из главных элементов, но далеко не единственный. По-настоящему энергоэффективный дом начинается на стадии проектирования и закладки фундамента, который уже на начальном этапе строительства хорошо утепляется и гидроизолируется. В таком доме нет мелочей, продуман каждый элемент в архитектурном облике, от размеров дома, его формы, количества выступающих элементов, остекления и ориентации к солнцу.
Особая забота, выбор качественных и долговечных утеплителей для дома. Минимальные требования к слою утеплителя стен и потолков низкоэнергетических домов начинаются от 15-20 сантиметров. Сами утеплители для стен, фундаментов, отопительных приборов и труб, различаются по предъявляемым к ним физическим, механическим и химическим свойствам. К примеру, утеплять фундаменты лучше экструдированным пенополистиролом, имеющим высокую механическую прочность и практически нулевую гигроскопичность. К недостаткам данного утеплителя можно отнести высокую пожароопасность (токсичность продуктов горения), чувствительность к ультрафиолету (необходимо защищать от воздействия солнечных лучей). Но какую пожарную опасность может представляет высокая горючесть у полностью закопанного утеплителя?
Пеноизол хорош как утеплитель стен и потолков деревянных домов и каменных домов построенных из "дышащих" материалов – кирпич, керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит и др. Имея микропористую структуру и инсектицидные свойства, активно осушает и обеззараживает деревянные конструкции, не допускает образование конденсата и как следствие развитие плесени на каменных стенах. К тому же долговечен, дешев и пожаробезопасен. Впрочем, утеплителей множество, каждый из них имеет свои характеристики и свойства и в соответствии с ними должны использоваться по предназначению.
Наряду с очень хорошей теплоизоляцией и герметизацией обязательные атрибуты энергоэффективного дома - продуманная система вентиляции(в старых домах даёт до трети энергетических потерь). Энергоэффективный дом по определению не может отапливать улицу тёплым воздухом, сбрасываемым открытыми форточками. Рекуператор решит проблему нагрева свежего входящего воздуха, встречным потоком, удаляемым из помещения. Простейший теплообменник решит проблему предварительного подогрева входящей воды утилизацией тепла канализационных стоков. Для обогрева энергоэффективного дома обязательно использование энергии солнца, а для этого здание ориентируют большей частью окон на юг. Остекление двух, трёх камерное, стёкла со специальным плёночным покрытием, пропускающим солнечный спектр и отражающим инфракрасное излучение.
Один из важнейших элементов энергоэффективного дома - отопление. Оно может быть магистральным газовым, электрическим, использовать энергию земли, ветра или солнца, но обязательно сопряжено с накопителем энергии для снятия пиковых нагрузок. К примеру, в районе ночной тариф на электричество со значительными скидками, основой отопления может стать электрический котёл, с водяным баком в несколько тонн воды. Вода, нагретая ночью, прекрасно справится с обогревом дома днём. Альтернативой водяного накопителя энергии может быть массивная бетонная стяжка на полу. Она удержит достаточно энергии, для поддержания в помещении дневной комфортной температуры.
Элементы интеллекта.
Любые конструктивные и высокотехнологичные ухищрения не создадут жильцам комфорта без аппаратуры, регулирующей энергетические процессы в доме по заданным алгоритмам. Например, ночью для создания более комфортных ощущений, температуру в доме необходимо снизить, а вентиляцию уменьшить.
Хороший приём экономии энергии - применение двух температурных режимов в доме. Нормальный и сниженный до минимально безопасного уровня. На период отсутствия в доме жильцов, вентиляцию так же лучше уменьшить.
Интеллектуальная аппаратура проконтролирует и сведёт энергопотребление к минимуму, рационально регулируя работу бытовых приборов.
Строительство энергоэффективного дома удорожит его на 7-15%, но сниженное энергопотребление даже в минимальном оснащении до 50%, что даст многократную большую экономию в период эксплуатации.
Удачи вам в неустанной борьбе за энергоэффективность дома, а значит комфорт и уют в нём.
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.
