Энергосберегающие технологии жилых домов. Выгодно ли строить энергоэффективный дом

Пассивный дом, экодом, энергосберегающий дом... Энергосберегающие технологии - это не только теплоизолированные стены, солнечный коллектор и тепловой насос. Какими же качествами должны обладать энергосберегающий дом и пассивный дом, чтобы быть в согласии с природой?

Сегодня все чаще можно встретить проекты энергосберегающих домов. Мир ищет дешевую и чистую энергию. Запасы угля и нефти на исходе, источники энергии дорожают, подрывая мировую экономику. Усиливается не только экономический, но и экологический кризис – на Земле наступает глобальное потепление, наблюдается все больше погодных аномалий и природных катаклизмов, а ухудшение климата несет угрозу сельскому хозяйству. И дом, к сожалению, является активным участником этого процесса. До 40% вырабатываемой в Европе энергии используют частные дома. Нужно значительно уменьшить ее потребление, иначе может случиться, что люди вообще не смогут обогреть и осветить свое жилище. Дом должен меньше загрязнять окружающую среду.

Сегодня большие надежды возлагают на энергосберегающие дома и энергию из возобновляемых источников, которую можно получить от ветра, солнца, а также в результате сжигания древесины и биотоплива. И у домов есть значительный потенциал в снижении потребления тепла для обогрева. Дом может и должен быть более экологичным и энергосберегающим. В энергосберегающем доме нужно только использовать все имеющиеся возможности.

Для окружающей среды и владельца

Затраты энергии в жизненном цикле дома от возведения до сноса распределяются следующим образом: 1% приходится на строительство, 14% – на материалы, 85% – на стоимость энергии, затраченной на отопление и эксплуатацию дома. Как можно уменьшить последнюю цифру? Достаточно утеплить дом и использовать эффективное отопительное оборудование, то есть экономить на обогреве, не снижая качество жизни.

Возможностей много. Тот, кто захочет использовать доступные решения, построит дом, который будет не только находиться в согласии с природой, но и экономить много энергии. Сколько? 40% по сравнению с обычным домом. Некоторые решения – очень простые, их можно использовать сразу; другие требуют значительных затрат, специальных технических и инженерных знаний, профессионализма проектировщика, а также тщательной работы монтажных бригад.

Вот примеры простых решений. В состоянии ожидания (stand by) домашние электроприборы используют в день до 100 Вт энергии. Ее можно сэкономить, выключив их из розетки. Холодильник потребляет 20% электроэнергии в доме – экономию принесет замена старого прибора новым, энергосберегающим, категории A+++.

Хотите сэкономить еще больше? Тогда надо уменьшить спрос на тепло. Если пассивному дому на обогрев хватает всего 15 кВт ч/(м2 год), то обязательно ли тратить 40 кВт ч/(м2 год) (столько энергии сегодня в среднем потребляет Европа)? Или 120–150 кВт ч/(м2 год) (это показатель затрат энергии для вновь построенных домов), а тем более 300 кВт ч/(м2 год) – именно такую энергию потребляют сегодня старые дома.

Какие выгоды заказчик извлекает из инвестиций, направленных на улучшение экологии? Прежде всего, более низкие счета за отопление и ощущение гармоничной жизни в согласии с природой. Но за экологию придется заплатить – строительство энергосберегающего дома обходится дороже обычного.

Но ежегодно цена уменьшается. Какой риск того, что это не окупится? Небольшой. Но инвестиции, вложенные в энергосберегающие технологии, окупятся нескоро,тем не менее это нужно делать и для сохранения природы, и для нормальной жизни следующих поколений.

Цены на энергию растут – значит, это время постоянно сокращается! Если заменить старый отопительный котел современным конденсационным и дополнительно установить рекуператор тепла, то за отопление нужно будет платить на 30% меньше. Если дополнительно оснастить дом эффективной бытовой техникой, энергосберегающим освещением и рационально эксплуатировать оборудование, то можно без труда снизить затраты на содержание дома до 40% по сравнению со стандартным домом.

Каталог экологических возможностей

Экологический и энергосберегающий дом – это целая палитра возможностей улучшить экологию и сохранить средства. Начинать можно с традиционных способов. В этом вопросе мы «не откроем Америку», потому что о преимуществах строительства из древесины хорошо знали наши предки. Новизна в том, что сегодня нужно смотреть на дом как на единое целое, а не на его отдельные элементы. И сам дом (материалы, строительство, оборудование), и стиль жизни домочадцев должны быть настроены на экономию энергии и сохранение окружающей среды.

Энергосберегающий дом: изоляция дома. Это решение, которое быстрее всего приходит на ум. Необходимо обеспечить изоляцию стен и несущих конструкций, чтобы они не пропускали тепло, как в пассивном доме. Через наружные стены уходит до 20% тепла, через крышу – 35%, через пол – до 35%. Увеличение слоя утепления дает немедленный результат – уменьшение теплопотерь.

Изоляция хорошо сказывается на окружающей среде и выгодна хозяину. Руководитель польского Центра технической информации фирмы Isover Генрих Квапиш приводит расчет для утеплителя из стекловаты.

Вопрос: сколько углекислого газа образуется при производстве 1 тонны этого изоляционного материала?
Результат исследования: 2195 кг. И эта же тонна утеплителя, использованная для утепления дома, сэкономит на протяжении цикла жизни дома 76 000 кг CO2. Затраты на утепление окупаются! Эксперты утверждают, что для Украины более дешевым решением было бы массовое утепление домов, чем строительство электростанций.

Энергосберегающий дом: рекуперация тепла. Наличие в герметичном доме вентиляции с рекуперацией тепла – это осознанная необходимость. Значительную экономию можно получить не за счет использования изоляции, а благодаря рекуперации, отмечал на конференции, организованной фирмой Rehau, Вальтер Браун – архитектор из Германии, проектирующий пассивные дома. Реальный возврат энергии составляет 25% от общих потерь тепла. Другой параметр: рекуператор возвращает 25 кВт ч/(м2 год), а сам потребляет всего 3,8 кВт ч/(м2 год).

Дом с естественной вентиляцией теряет безвозвратно до 40% доставленной энергии. Следует позаботиться, чтобы внутри дом был отделан экологичными материалами, а качество воздуха было высоким – ведь почти 90% жизни мы проводим в четырех стенах. Если дом слишком герметичен, то человеку приходится дышать воздухом, в котором содержится избыточное количество CO2, что плохо отражается на его здоровье.

Проект энергосберегающего дома. Он должен отвечать потребностям и ожиданиям заказчика. В целом он должен быть небольшим, компактным, а значит – более дешевым в содержании. Крышу лучше сделать двухскатной, чтобы она не имела сложную конфигурацию. В доме должны быть большие, выходящие на юг окна (максимальное использование солнечного тепла и дневного света) вместо значительных по площади окон с каждой стороны.

Материалы энергосберегающего дома. Лучше всего выбрать материал из возобновляемого сырья, например, древесину. Предпочтение отдается материалам, производство которых не связано с большими выбросами CO2 и SO2, то есть малообработанным. С точки зрения экологии важными являются приобретение материалов вблизи строительства (уменьшение потерь, связанных с транспортировкой), возможность их переработки и доступность информации о продукте. опубликовано

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.

Летом козырьки крыши предотвращают перегрев помещения от прямого солнечного излучения. Зимой энергия солнца улавливается максимально.

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.

Энергосберегающий дом – это не идеализированное представление дома будущего, а сегодняшняя реальность, которая приобретает все большую популярность. Энергосебергающим, энергоэффективным, пассивным домом или экодомом сегодня называют такое жилище, которое требует минимум расходов на поддержание комфортных условий проживания в нем. Достигается это путем соответствующих решений в сфере , и строительства. Какие технологии для энергосберегающих домов существуют на данный момент, и сколько ресурсов они смогут сэкономить?

№1. Проектирование энергосберегающего дома

Жилище будет максимально экономным, если оно было спроектировано с учетом всех энергосберегающих технологий. Переделать уже построенный дом будет сложнее , дороже, да и ожидаемых результатов добиться будет трудно. Проект разрабатывается опытными специалистами с учетом требований заказчика, но при этом нужно помнить, что использованный набор решений должен быть, прежде всего, экономически выгодным. Важный момент – учет климатических особенностей региона .

Как правило, энергосберегающими делают дома, в которых проживают постоянно, поэтому на первое месте выходит задача сбережения тепла, максимального использования естественного освещения и т.д. Проект должен учитывать индивидуальные требования, но лучше, если пассивный дом будет максимально компактным, т.е. более дешевым в содержании .

Одним и тем же требованиям могут отвечать различные варианты . Совместное принятие решений лучших архитекторов, проектировщиков и инженеров позволили еще на стадии разработки плана возведения помещения создать универсальный энергосберегающий каркасный дом (подробнее читайте — ). Уникальная конструкция кооперирует в себе все экономически выгодные предложения:

благодаря технологии SIP-панелей строение обладает высокой прочностью;
достойный уровень термо- и шумоизоляции, а также отсутствие мостиков холода;
сооружение не требует привычной дорогой системы отопления;
с использованием каркасных панелей дом строится очень быстро и характеризуется длительным сроком службы;
помещения компактны, комфортны и удобны во время их последующей эксплуатации.

В качестве альтернативы можно использовать для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина как самый экологичный материал.

№2. Архитектурные решения для энергосберегающего дома

Чтобы добиться экономии ресурсов, необходимо уделить внимание планировке и внешнему виду дома. Жилище будет максимально энергосберегающим, если учтены такие нюансы:

правильное расположение . Дом может быть расположен в меридиональном или широтном направлении и получать разное солнечное облучение. Северный дом лучше строить меридионально , чтобы увечить приток солнечного света на 30%. Южные дома, наоборот, лучше возводить в широтном направлении, чтобы уменьшить затраты на кондиционирование воздуха;
компактность , под которой в данном случае понимают соотношение внутренней и внешней площади дома. Оно должно быть минимальным, а достигается это за счет отказа от выпирающих помещений и архитектурных украшений типа эркеров. Получается, что самый экономный дом – это параллелепипед;
тепловые буферы , которые отделяют жилые помещения от контакта с окружающей средой. Гаражи, лоджии, подвалы и нежилые чердаки станут отличной преградой для проникновения в комнаты холодного воздуха извне;
правильное естественное освещение . Благодаря несложным архитектурным приемам можно в течение 80% всего рабочего времени освещать дом с помощью солнечных лучей. Помещения, где семья проводит больше всего времени (гостиная, столовая, детская) лучше расположить на южной стороне , для кладовой, санузлов, гаража и прочих вспомогательных помещений достаточно рассеянного света, поэтому они могут иметь окна на северную сторону. Окна на восток в спальне утром обеспечат зарядом энергии, а вечером лучи не будут мешать отдыхать. Летом в такой спальне можно будет вообще обойтись без искусственного света. Что же касается размера окон , то ответ на вопрос зависит от приоритетов каждого: экономить на освещении или на обогреве. Отличный прием – установка солнечной трубы . Она имеет диаметр 25-35 см и полностью зеркальную внутреннюю поверхность: принимая солнечные лучи на крыше дома, она сохраняет их интенсивность на входе в комнату, где они рассеиваются через диффузор. Свет получается настолько ярким, что после установки пользователи часто тянутся к выключателю при выходе из комнаты;
кровля . Многие архитекторы рекомендуют делать максимально простые крыши для энергосберегающего дома. Часто останавливаются на двухскатном варианте, причем чем более пологим он будет, тем более экономным окажется дом. На пологой крыше будет задерживаться снег, а это дополнительное утепление зимой.

№3. Теплоизоляция для энергосберегающего дома

Даже построенный с учетом всех архитектурных хитростей дом требует правильного утепления, чтобы быть полностью герметичным и не выпускать теплоту в окружающую среду.

Теплоизоляция стен

Через стены уходит около 40% тепла из дома , поэтому их утеплению уделяют повышенное внимание. Самый распространенный и простой способ утепления – организация многослойной системы. обшиваются утеплителем, в роли которого часто выступает минеральная вата или пенополистирол , сверху монтируется армирующая сетка, а потом – базовый и основной слой штукатурки.

Более дорогая и прогрессивная технология – вентилируемый фасад . Стены дома обшиваются плитами из минеральной ваты, а облицовочные панели из камня, металла или других материалов монтируются на специальный каркас. Между слоем утеплителя и каркасом остается небольшой зазор, который играет роль «тепловой подушки», не позволяет намокать теплоизоляции и поддерживает оптимальные условия в жилище.

Кроме того, чтобы снизить теплопотери через стены, используют изолирующие составы в местах примыкания кровли, учитывают будущую усадку и изменение свойств некоторых материалов при повышении температуры.

Принцип работы вентилируемого фасада

Теплоизоляция кровли

Через кровлю уходит около 20% тепла. Для утепления крыши используют те же материалы, что и для стен. Широко распространены на сегодняшний день минеральная вата и пенополистирол . Архитекторы советуют делать кровельную теплоизоляцию не тоньше 200 мм независимо от типа материала. Важно рассчитать нагрузку на , несущие конструкции и кровлю, чтобы не была нарушена целостность конструкции.

Теплоизоляция оконных проемов

На окна приходится 20% теплопотерь дома. Хоть лучше, чем старые деревянные окна, защищают дом от сквозняков и изолируют помещение от внешнего воздействия, они не идеальны.

Более прогрессивными вариантами для энергосберегающего дома являются:

Теплоизоляция пола и фундамента

Через фундамент и пол первого этажа теряется по 10% теплоты. Пол утепляют теми же материалами, что и стены, но можно использовать и другие варианты: наливные теплоизоляционные смеси, пенобетон и газобетон, гранулобетон с рекордной теплопроводностью 0,1 Вт/(м°С). Можно утеплить не пол, а потолок подвала, если подобный предусмотрен проектом.

Фундамент лучше утеплять снаружи, что поможет защитить его не только от промерзания, но и от других негативных факторов, в т.ч. влияния грунтовых вод, перепадов температур и т.д. В целях утепления фундамента используют напыляемый полиуретан, и пенопласт.

№4. Рекуперация тепла

Тепло из дома уходит не только через стены и кровлю, но и через . Чтобы уменьшить расходы на отопление используют приточно-вытяжные вентиляции с рекуперацией.

Рекуператором называют теплообменник, который встраивается в систему вентиляции. Принцип его работы заключается в следующем. Нагретый воздух через вентиляционные каналы выходит из комнаты, отдает свое тепло рекуператору, соприкасаясь с ним. Холодный свежий воздух с улицы, проходя сквозь рекуператор, нагревается, и поступает в дом уже комнатной температуры. В результате домочадцы получают чистый свежий воздух, но не теряют тепло.

Подобная система вентиляции может использоваться вместе с естественной: воздух будет поступать в помещение принудительно, а выходить за счет естественной тяги. Есть еще одна хитрость. Воздухозаборный шкаф может быть отнесен от дома на 10 метров, а воздуховод проложен под землей на глубине промерзания . В этом случае еще до рекуператора летом воздух будет охлаждаться, а зимой – нагреваться за счет температуры почвы.

№5. Умный дом

Чтобы сделать жизнь более комфортной и при этом экономить ресурсы, можно и техникой , благодаря которым уже сегодня возможно:

№6. Отопление и горячее водоснабжение

Гелиосистемы

Самый экономный и экологичный способ отапливать помещение и подогревать воду – это использовать энергию солнца. Возможно это благодаря солнечным коллекторам, установленным на крыше дома. Такие устройтсва легко подсоединяются к системе отопления и горячего водоснабжения дома, а принцип их работы заключается в следующем . Система состоит из самого коллектора, теплообменного контура, бака-аккумулятора и станции управления. В коллекторе циркулирует теплоноситель (жидкость), который нагревается за счет энергии солнца и через теплообменник отдает тепло воде в баке-аккумуляторе. Последний за счет хорошей теплоизоляции способен долго сохранять горячую воду. В этой системе может быть установлен нагреватель-дублер, который догревает воду до необходимой температуры в случае пасмурной погоды или недостаточной продолжительности солнечного сияния.

Коллекторы могут быть плоскими и вакуумными . Плоские представляют собой коробку, закрытую стеклом, внутри нее находится слой с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. Такие коллекторы более прочные, но сегодня вытесняются вакуумными. Последние состоят из множества трубок, внутри которых находятся еще трубка или несколько с теплоносителем. Между внешней и внутренней трубками – вакуум, который служит теплоизолятором. Вакуумные коллекторы более эффективны, даже зимой и в пасмурную погоду, ремонтопригодны. Срок службы коллекторов около 30 лет и более.

Тепловые насосы

Тепловые насосы используют для отопления дома низкопотенциальное тепло окружающей среды , в т.ч. воздуха, недр и даже вторичное тепло, например от трубопровода центрального отопления. Состоят такие устройства из испарителя, конденсатора, расширительного вентиля и компрессора. Все они связаны замкнутым трубопроводом и функционируют на основе принципа Карно. Проще говоря, теплонасос подобен по работе холодильнику, только функционирует наоборот. Если в 80-х годах прошлого века тепловые насосы были редкостью и даже роскошью, то уже сегодня в Швеции, например, 70% домов отапливаются подобным образом.

Конденсационные котлы

Биогаз в качестве топлива

Если скапливается много органических отходов сельского хозяйства, то можно соорудить биореактор для получения биогаза . В нем биомасса благодаря анаэробным бактериям перерабатывается, в результате чего образуется биогаз, состоящий на 60% из метана, 35% — углекислого газа и на 5% из прочих примесей. После процесса очистки он может использоваться для отопления и горячего водоснабжения дома. Переработанные отходы преобразуются в отличное удобрение, которое может использоваться на полях.

№7. Источники электроэнергии

Энергосберегающий дом должен и, желательно, получать ее из возобновляемых источников. На сегодняшний день для этого реализована масса технологий.

Ветрогенератор

Энергия ветра может преобразовываться в электричество не только большими ветряными установками, но и с помощью компактных «домашних» ветряков . В ветряной местности такие установки способны полностью обеспечивать электроэнергией небольшой дом, в регионах с невысокой скоростью ветра их лучше использовать вместе с солнечными батареями.

Сила ветра приводит в движение лопасти ветряка, которые заставляют вращаться ротор генератора электроэнергии. Генератор вырабатывает переменный нестабильный ток, который выпрямляется в контроллере. Там происходят зарядка аккумуляторов, которые, в свою очередь, подключены к инверторам, где и идет преобразование постоянного напряжения в переменное, используемое потребителем.

Ветряки могут быть с горизонтальной и вертикальной осью вращения. При разовых затратах они надолго решают проблему энергонезависимости.

Солнечная батарея

Использование солнечного света для производства электроэнергии не так распространено, но уже в ближайшем будущем ситуация рискует резко измениться. Принцип работы солнечной батареи очень прост: для преобразования солнечного света в электричество используется p-n переход. Направленное движение электронов, провоцируемое солнечной энергией, и представляет собой электричество.

Конструкции и используемые материалы постоянно совершенствуются, а количество электроэнергии напрямую зависит от освещенности. Пока наибольшей популярностью пользуются разные модификации кремниевых солнечных батарей , но альтернативой им становятся новые полимерные пленочные батареи, которые пока находятся в стадии развития.

Экономия электроэнергии

Полученное электричество нужно уметь расходовать с умом. Для этого пригодятся следующие решения:

№8. Водоснабжение и канализация

В идеале, энергосберегающий дом должен получать воду из скважины , расположенной под жилищем. Но когда вода залегает на больших глубинах или качество ее не отвечает требованиям, от подобного решения приходится отказываться.

Бытовые стоки лучше пропускать через рекуператор и отбирать у них теплоту. Для очистки сточных вод можно использовать септик , где преобразование будет совершаться за счет анаэробных бактерий. Полученный компост является хорошим удобрением.

Для экономии воды неплохо бы уменьшить объем сливаемой воды. Кроме того, можно воплотить в жизнь систему, когда вода, используемая в ванной и раковине, применяется для слива в унитазе.

№9. Из чего строить энергосберегающий дом

Конечно же, лучше использовать максимально природное и натуральное сырье, производство которого не требует многочисленных стадий обработки. Это древесина и камень . Предпочтение лучше отдавать материалам, производство которых осуществляется в регионе, ведь таким образом снижаются растраты на транспортировку. В Европе пассивные дома стали строить из продуктов переработки неорганического мусора. , стекло и металл.

Если один раз уделить внимание изучению энергосберегающих технологий, продумать проект экодома и вложить в него средства, в последующие годы расходы на его содержание будут минимальными или даже стремиться к нулю.

С ростом цен на энергоносители и уменьшением запасов ископаемого топлива очень остро встал вопрос энергосбережения. Одним из основных векторов развития энергосберегающих технологий является энергосбережение в строительстве.

Проект пассивного дома со схемой размещения всех коммуникаций

Применение новых подходов к , использование современных строительных материалов и современных устройств учёта энергоресурсов позволило значительно снизить затраты энергии и энергетические потери зданий.

Кроме того, энергосберегающие технологии должны быть доступны, экологичны, не влиять на привычный уклад жизни и быть безопасными для жизнедеятельности человека.

Пассивный энергоэффективный дом – это здание с малым потреблением энергии (на отопление и бытовые нужды). В идеале, пассивный дом вообще не должен нуждаться в отоплении обычными способами. Пассивный дом позволяет снизить расход энергии в десятки раз. Такая эффективность достигается применением новых технологий, увеличивающих .

Речь идёт не только о новых строительных материалах, но и о новом подходе к проектированию сооружений. Размеры дома стараются снизить, убрать все утечки тепла и использовать нетрадиционные источники энергии для поддержания оптимальной температуры внутри здания (например, использовать энергию солнца для подогрева воды).

Технологии пассивного дома особенно эффективны в общественных зданиях, где приток тепла идет от большого количества посетителей, что способствует снижении энергетических затрат.
А в Киеве в 2012 году от слов перешли к делу, и построили такой пассивный энергосберегающий дом.

Термин пассивный дом часто располагают рядом с энергонезависимым домом и домом энергия плюс. Это означает, что наряду с идеальными теплоизоляционными материалами и технологиями, применяются инженерные решения, позволяющие вовсе отказаться от потребления внешней энергии, а в некоторых случаях ещё и вырабатывать сверх требуемых норм.

Для этого пассивные дома оборудуют блоками солнечных батарей, совмещённых с аккумулирующими устройствами.

В тех климатических зонах, где это возможно, на помощь солнцу приходят . В некоторых зонах, где близко к поверхности земли находятся термальные воды, можно использовать их энергию – распространено на Камчатке, некоторых районах Байкала, в Тюменской области Уральского региона.

Схема для монтажа солнечных батарей

Дом, который остаётся комфортным для проживания без дополнительного отопления, а также не использует электроэнергию и прочие ресурсы для собственных потребностей можно назвать энергонезависимым. А если получаемой энергии хватает ещё и на другие нужды – то это будет дом энергия плюс.

Технологии строительства энергосберегающего дома

При строительстве пассивного дома применяют как традиционные материалы (дерево, кирпич), так и нетрадиционные строительные блоки из вторичного сырья. И конечно, большое количество домов строится из современных материалов с малой теплопроводностью.

Пример инновационных стройматериалов, которые эффективно сберегают тепло и могут с большим успехом использоваться для строительства пассивного энергосберегающего дома

Тепло из строения выходит через ограждающие конструкции – стены, пол, крышу и окна. При строительстве пассивного дома используется несколько слоев теплоизоляции. Она препятствует проникновению холода из внешней среды и потерям тепла из самого здания. При строительстве утепляются все ограждающие конструкции, что снижает потери тепла в 10-20 раз.

В отличие от традиционной , в пассивном доме весь воздух проходит через систему рекуперации. Это позволяет забрать отработанное тепло и вернуть его обратно в помещения, а не выпускать наружу.

Схема устройства теплоизоляции и вентиляции частного энергоэффективного дома

Большое внимание уделяется окнам. При строительстве применяются 2-3 камерные стеклопакеты, а стыки между окнами и стеной тщательно герметизируют и утепляют. Зачастую используются различные размеры окон, зависящие от стороны света (самые большие окна выходят на юг).

Ориентация энергосберегающего дома на участке

Для строительства пассивного дома выбирается подходящее место. В идеале нужно выбрать такой участок, который будет максимально, насколько это возможно защищён от воздействия неблагоприятных внешних факторов. Но при этом должен иметь максимальное освещение солнечным светом.

Форма пассивного дома

Очертанию здания и экстерьеру в целом предъявляется не меньше требований, чем к выбору участка, где будет расположено строение. Любой дом теряет тепло через ограждающие поверхности, чем больше их площадь – тем сложнее прекратить этот процесс. К ограждающим поверхностям относятся все наружные конструкции: стены, пол, крыша, окна, двери.

Поэтому все проекты пассивных домов рассчитываются таким образом, чтобы при сохранении максимально полезного внутреннего объёма, площадь наружных поверхностей была минимальной.

Один из вариантов формы конструкции пассивного дома

Отсюда все проекты пассивных домов делают очень компактными, без лишней вычурности и роскоши в экстерьере. Здесь недопустимы одноэтажные здания с большим пятном застройки, излишние архитектурные решения в виде эркеров и балконов. Также проекты лишают внутренних углов и сложной геометрии вообще. Чаще всего такие дома оснащаются односкатной крышей, что позволяет экономить на строительных материалах, упрощать конструкцию кровли, удалять мостики холода, а также обеспечивает максимальную инсоляцию внутренних помещений.

Размещение окон, их размер и количество также строго регламентируется. Окна в пассивном доме являются как способом потери тепла, так и способом его аккумулировать. Конечно, сами окна не могут накапливать энергию, зато они пропускают солнечный свет, который освещает и обогревает внутренние помещения, а при должном обустройстве внутренних перегородок, ещё и аккумулируется.

Таблица теплопотерь через окна

Окна в энергосберегающем доме располагаются по следующему принципу:

Максимальное количество окон (до 70-80%) на южном фасаде здания. Количество и размер подбирается таким образом, чтобы солнечные лучи в любое время года (зима и лето) проникали максимально глубоко в помещение, в идеале – доставали дальнюю стенку, нагревая её;
Восточная (20-30%) и западная (0-10%) сторона оснащается окнами в меньшей степени. Они почти не способствуют получению энергии, а больше нужны для естественного освещения. С ветряной стороны количество окон должно стремиться к нулю;
Северный фасад здания делается глухим. Солнца с той стороны практически не бывает, поэтому окно будет выполнять только функцию теплоотдачи.

Пассивный дом предполагает использование только специальных окон – энергосберегающих. Такие окна оснащены двух- и трёхкамерными стеклопакетами. Также отдельное внимание уделяется их установке.

Места стыков тщательно обрабатывают, герметизируют и утепляют, что позволяет предотвратить лишние потери тепла.

На этом видео можете посмотреть пример оборудования полностью независимого от внешних систем электроэнергии пассивного дома.

Внутренняя планировка пассивного дома

Также будет отличаться от планировки обыкновенного коттеджа. Проектировщики энергосберегающих зданий ставят во главу правила фэн-шуй. И даже неудобство потребителей (хотя этот фактор полностью учтен), а принципы сохранения тепла и энергии, и больше того – их аккумуляции.

Для этого все помещения в доме должны быть разделены на две части – жилую, к которой будут относиться спальные комнаты, гостевые, гостиная, детские. И буферную – это те помещения, которые делают жизнь комфортнее: кухня, санузлы, кладовые и подсобные помещения, гардеробные, холл, прихожая.

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: