Энергоэффективный жилой дом. Теплоизоляция оконных проемов. Влияние ориентации окон на тепловые потери дома

Россия – это страна с холодным климатом, где средний срок отопительного сезона составляет семь месяцев. А в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, строительство дома с низким энергопотреблением становится, как никогда актуальна

Россия – это страна с холодным климатом, где средний срок отопительного сезона составляет семь месяцев. А в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, строительство дома с низким энергопотреблением становится, как никогда актуальна.

С каждым днём всё большее количество людей задумывается о применении энергоэффективных технологий. И это неудивительно, ведь каждый из нас хочет жить в тёплом и самое главное – экономичном доме.

1. Энергоэффективный дом – это…

Какой смысл мы вкладываем в словосочетание – энергоэффективный дом?

По мнению руководителя компании ТКДом Александра Водовозова – энергоэффективный дом – это здание, в котором сведены к минимуму все энергопотери, а также энергопотребление. Основным принципом строительства энергоэффективного дома является достижение максимальной герметичности жилища, использование энергосберегающих технологий и ликвидация мостиков холода.

В России, основные энергозатраты приходятся на отопление, поэтому главной задачей становится предотвращение потерь тепла через ограждающие конструкции дома – пол, стены, окна, перекрытия и крышу. Этого можно добиться с помощью современных технологий каркасного строительства. За счет применения утеплителей и специальных способов обшивки каркаса, полностью исключается наличие щелей.

Таким образом, для строительства энергоэффективного дома необходимо:

Возвести утеплённый фундамент. А в каркасном строительстве, подобный фундамент ещё играет роль и теплоаккумулятора;

Установить высокоэффективную систему вентиляции с рекуператором. Так как через вентиляцию теряется 30-40% тепла, то применение подобной системы позволит существенно снизить расход энергии на подогрев приточного воздуха;

Расположить жилые комнаты в южной части здания. Что позволит использовать солнечную энергию как дополнительный источник тепла;

Произвести максимальное утепление ограждающих конструкций. Ведь именно через них происходит основная теплопотеря.

Но зачастую, застройщики просто не хотят вкладываться в дополнительное утепление, полагая, что это приведёт к увеличению стоимости возводимого здания. Так выгодно ли строить энергоэффективный дом?

Если говорить языком цифр, то возведение энергоэффективного дома обходится примерно на 15% дороже обычного, но зато в эксплуатации он дешевле на 60-70%.

Можно сказать, что строительство энергоэффективного дома является комплексным мероприятием, позволяющим экономить ваши денежные средства в обозримом будущем.

2.Фундамент «Утеплённая Шведская Плита» - как основа энергоэффективного дома

Существует мнение, что дополнительное утепление фундамента напрасная трата средств. Но так ли это на самом деле?

Потери тепловой энергии происходят постоянно, различают только интенсивность в зависимости от типа конструкции. Например, наибольший тепловой поток проходит через верхние кровельные конструкции, что связано с плотностью теплого и холодного воздуха. Теплый воздух стремится подняться вверх, вместе с этим увлекая за собой и тепловую энергию. Также происходит и большая потеря тепла через фундамент.

Все потери тепла можно разделить на тепловые потери, которые возможно предотвратить и те, которые поддаются незначительному сокращению! Например, потери тепла через фундамент в среднем составляют 10-15% от общего объёма теплопотерь здания. Поэтому строительство энергоэффективного дома необходимо начать с возведения утеплённого фундамента.

Одним из эффективных способов снизить энергозатраты на отопление здания становится строительство дома на фундаменте типа "Утепленная Шведская Плита". Для этой цели применяется экструзионный пенополистирол.При выборе утеплителя следует обратить внимание на показатель теплопроводности. Чем он меньше, тем лучше, поскольку потребуется меньшая толщина слоя теплоизоляции.

При устройстве плитных энергоэффективных фундаментов также следует помнить о таком важном показателе – как прочность утеплителя на сжатие. Поскольку такие фундаменты утепляются снизу, утеплитель должен выдерживать вес целого дома, со всеми переменными нагрузками!

3.Выбор оптимальной толщины утеплителя

Через стены теряется до 20-30% тепла. Какую толщину утеплителя необходимо выбрать для строительства энергоэффективного дома?

В первую очередь толщина слоя утеплителя зависит от конструкций здания. Если при каркасной технологии, для Центрального региона России, рекомендуемая нормами толщина теплоизоляции составляет 150 мм, а оптимальная с точки зрения энергоэффективности толщина будет 250-300 мм, то при строительстве дома из пенобетона, эффективная толщина составит 150-200 мм, при нормативной 80 мм. Для крыши следует использовать не менее 250-300 мм утеплителя. Помимо оптимальной толщины, при выборе утеплителя надо учитывать, что теплоизоляция выпускается различных марок для применения в различных строительных конструкциях, где каждый вид продукта решает определенную задачу и отвечает соответствующим требованиям.

Возведение энергоэффективного дома предполагает баланс между стоимостью материалов и качественной теплоизоляцией стен и крыши. Поэтому, нет необходимости увеличивать слой утеплителя больше чем на 30% от рекомендованной величины. Иначе увеличивается смета, и проект становится нерентабелен.

4. Чем толще стены – тем теплее дом?

Подразумевая энергоэффективность частного дома нужно думать не только о снижении внутреннего потребления энергии, но также и о дополнительных способах аккумулирования тепла, которые позволят снизить расходы на отопление. Существует заблуждение, что чем толще кладка стены строящегося дома, тем он будет теплее, но так ли это на самом деле?

Есть принципы и технологии, которые необходимо использовать при проектировании и строительстве. А энергоэффективность дома в первую очередь будет зависеть от толщины используемого утеплителя.

Так какими принципами и технологиями нужно всё же руководствоваться при строительстве энергоэффективного дома?

В первую очередь застройщик должен понять, что основной принцип строительства энергоэффективного дома заключается в экономии тепловой энергии. Современные технологии позволяют уменьшить тепловые потери дома, до величины внутреннего излучения от людей и электроприборов.Несколькосложнее дела обстоят с электроэнергией и горячим водоснабжением. Их потребление, как правило, сильно снизить не удается, т. к. они в основном зависят от привычек хозяев и напрямую влияют на комфорт проживания.

Потенциальный заказчик должен вначале заказать проект в серьезной проектной организации, с опытом проектирования энергоэффективных домов;

Еще на этапе проектирования, необходимо предусмотреть использование в конструкции дома современных видов утеплителей. Этим мы закладываем высокую величину сопротивления теплопередаче;

Так как через окна теряется примерно 15-25% тепла, то необходимо использовать остекление со стеклопакетами из трех стекол с аргоновым заполнением.

Мы традиционно строим дома из дерева или кирпича. По привычке не заглядываем в СНиПы, считая их устаревшими. А между тем согласно СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" требуемая толщина кирпичной стены достигла двух с лишним метров, деревянной 600 мм. Ну и пусть себе пишут, говорим мы и продолжаем думать, как привыкли. Но дальше так жить, уже не получится. ­­

В России газ, в среднем, в пять раз дешевле цен Евросоюза. И, несмотря на это, наши счета за отопления уже сегодня выглядят пугающе. Нужно ли говорить - нас ожидают регулярные повышения стоимостей энергоносителей!

Энергоэффективный или как его называют пассивный дом (passive house), позволяющий втрое уменьшить счета за отопление, наше насущное настоящее, хотим мы этого или нет. Как не закапывай голову в песок, реальность найдет, в какое место постучаться.

Сегодня энергоэффективный или пассивный дом (passive house) - хорошо продающийся тренд. Труднопроизносимые слова типа «система вентиляции с рекуперацией тепла» или «вихревой термогенератор», создают ауру дорогого и высокотехнологичного здания, которое и строить нужно как космический корабль. А между тем, это не так. Ведь по сути, пассивный дом - это варианты каркасного дома, с достаточным слоем утеплителя.

Давайте попробуем в этом разобраться.Требования к строительству энергоэффективного или пассивного дома следующие:

Теплоизоляция энергоэффективного или пассивного дома толщиной 300-500 мм.

При возведении обыкновенного каркасного дома, мы закладываем в стену 200 мм минеральной ваты, а в кровельный пирог 250 мм, добавить еще 100 - 200 мм утеплителя по кругу не составит труда и с экономической точки зрения будет не тратой, а выгодным вложением. Деньги пущенные на дополнительное утепление не только вернуться в виде сокращения затрат на отопление, но и принесут значительную прибыль, в случае продажи энергоэффективного дома.

Энергоэффективные окна с двухкамерным стеклопакетом

Здесь тоже все просто, хороший пяти-камерный оконный профиль в сочетании с двухкамерным энергосберегающим стеклопакетом полностью соответствуют требованиям энергоэффективного или пассивного дома. Если площадь остекления вашего дома более 12% от площади стен, сопротивление теплопередачи оконных конструкций приобретает первостепенное значение.

Отсутствие «мостиков» холода в стенах энергоэффективного дома

Недостаточно просто увеличить толщину утеплителя при проектировании загородного дома . Если вы хотите что бы дом был по настоящему теплым, нужно разместить утеплитель так, чтобы не существовало мест где деревянная часть каркаса занимает всю толщину стены. Так же необходимо следить, чтобы несущие стойки каркаса были расположены во внутренней части стен, а с наружной стороны отсекались от холодного воздуха утеплителем. Но это только на словах сложно, не пугайтесь. На деле специалист, имеющий опыт проектирования энергоэффективных домов, прорисует в проекте каждую стойку каждую перемычку и строителям останется только четко следовать проекту.

Контролируемая система вентиляции с рекуперацией тепла

Рекупера́ция - от лат. recuperatio — «обратное получение». Теплый внутренний воздух, выходя на улицу, отдает часть тепла холодному приходящему с улицы. Таким образом, помещение энергоэффективного или пассивного дома проветривается, почти не остывая. Это общий принцип. Путей реализации может быть множество. От блочных модулей с принудительной подачей воздуха, до воздуховодов проложенных в почве, использующих постоянную температуру земли для предварительного подогрева входящего воздуха зимой и охлаждения летом, а так же комбинации этих систем.

Системы вентиляции с рекуперацией тепла недешевы и требуют интеграции в конструкцию энергоэффективного дома на этапе проектирования. Если посмотреть на Европу, там пассивные дома часто обходятся вовсе без систем рекуперации, в стены ставятся вентиляционные клапана или проветривают дом открывая окна.

При строительстве энергоэффективного дома необходима тщательная герметизация щелей

Наиболее значимое, на мой взгляд, условие при строительстве пассивного дома. Щели во внутреннем слое пароизоляции стены приводят к попаданию тёплого и насыщенного влагой комнатного воздуха в минеральную вату, где он охлаждается, образуя конденсат. Минеральный утеплитель, намокая, теряет свои теплоизолирующие свойства. И не стоит этот процесс недооценивать. За зиму через маленькие щели в пароизоляции целая стена наполненная утеплителем может намокнуть так, что вода из нее будет капать. Насколько такой дом будет энергоэффективным или пассивным думаю понятно без слов. Поэтому проклеивать пароизоляцию при монтаже нужно максимально аккуратно.

Оптимальная ориентация пассивного дома с целью поглощения солнечной энергии или защиты от нее

Зимой солнце должно помогать нагревать помещения, летом же наоборот нельзя допускать перегрева. Добиться этого при строительстве энергоэффективного дома относительно просто. Окна должны быть преимущественно ориентированы на юг. А защитить их можно широкими свесами кровли, которые будут работать наподобие козырька, отсекая высоко стоящее летнее солнце. Зимнее похолодание, как известно, наступает потому что солнце светит на землю под более острым углом, поэтому зимой широкие свесы кровли не будут мешать солнечным лучам нагревать комнаты.

Вертикальное озеленение, посаженное с южной стороны дома, справится с этой задачей еще лучше. Летом плетистые растения будут надежно защищать от перегрева не только окна энергоэфффективного или пассивного дома но и всю стену, зимой же, когда листва облетит, ничто не помешает прогреву помещений солнцем.

Приборы энергоэффективного дома с низким потреблением энергии

Наполняя энергоэффективный или пассивный дом приборами, отдавайте предпочтение диодным лампочкам. Телевизоры и мониторы выбирайте с диодной подсветкой, бытовые приборы с низким классом энергопотребления. Если вы читаете эти строки, подобные приборы у Вас наверняка уже есть.

Использование пассивным или энергоэффективным домом тепла земли, энергии солнца и ветра при отоплении

Наверное, это странно звучит, но установить тепловой насос в энергоэффективном доме проще, чем грамотно сделать обвязку газового котла. Установка солнечных батарей, вообще элементарная процедура. Но даже если обогревать энергоэффективный или пассивный дом по старинке газом или электричеством, ваши расходы все равно уменьшаться в два-три раза.

Обратите внимание на нашу концепцию комбинированного дома или дома норы .Заглубив строение в землю вы будете с выгодой для себя использовать ее постоянную температуру и зимой и летом.

Нет необходимости доходить до крайностей, во что бы то ни стало добиваться от пассивного дома нулевого энергопотребления. Как правило по мере приближению к идеалу затраты растут в геометрической прогреcсии. Достаточно построить просто по настоящему теплый и удобный дом, и поверьте, для вас он будет и пассивным и энергоэффективным и меньше всего вы будете думать о его классификации, если вам будет в нем по настоящему комфортно.

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.

Само понятие - энергосберегающий дом или, как иногда называют «пассивный дом», появилось в нашем обиходе вместе с приходом новых технологий в строительство. Отдельные элементы этих новшеств были заимствованы из военно-космического производства в результате конверсии. Национальный опыт постройки тоже вложил свою лепту и в подборе материала и в технологи.

• электроэнергия,
• теплоснабжение,
• водоснабжение,
• канализация,
• вентиляция.

Электроэнергия - потребление, воспроизводство, аккумуляция

Планируя строить дом своими руками, надо заказать проект, с учётом ваших пожеланий. Если вам нужен энергоэффективный дом, то следует просчитать возможность установки солнечных батарей на кровле и стенах. Заложить в проект максимальное количество оконных проёмов, чтобы продлить световой день. Использовать для освещения светодиодные лампы. Солнечные батареи будут обеспечивать энергией холодильник и электронную технику. При этом аккумулировать энергию в батареях и отдавать её на освещение в ночное время.

Энергосберегающий дом - понятие, подразумевающее здание, где реализована задача оптимизации расходов энергии; сведены к минимуму теплопотери, в результате чего заметно снижаются энергозатраты

Теплоснабжение

Пассивный дом - это тёплый дом, с минимальным потреблением теплоносителя. Ваш дом будет отапливаться комбинированной системой, в которую входит газовый двухконтурный котёл и тепловой насос. Для теплового насоса требуется скважина. На глубину 100 метров опускается спаренная стальная труба сотка. Верхняя половина труб термоизолирована. Тепловой насос прокачивает по трубе жидкую смесь типа тосол. На глубине смесь нагревается и отдаёт тепло внутри дома. При сильных морозах включается газовый котёл. Тепловые насосы прокачивают теплоноситель по системе отопления. Для подогрева воды устанавливают твердотопливный котёл. Его протапливают отходами и древесным мусором. Энергосберегающий котёл с двойным циклом сжигает отходы без остатка, не выбрасывая дыма. Изготовить его можно своими руками.

Водоснабжение

Вода в пассивный дом поступает из скважины пробуренной прямо из подвала, под домом. Проект системы водоснабжения прилагается к проекту энергоэффективный дом. Оборудование для такого бурения свободно размещается по высоте. Буровые колонки высотой 1,8 м соединяются муфтами. Глубина скважины 20-30 м. Компрессорная станция обеспечивает подкачку воды в расходной бак по мере её потребления. В течение шести месяцев ваш энергосберегающий дом будет получать горячую воду для бытовых нужд из солнечного коллектора, установленного на южной стороне дома, рядом с солнечными батареями. Избыток подогретой воды отправляют из расходного бака на капельный полив грядок.

Канализация

Бытовые стоки энергосберегающий дом пропускает через рекуператор, отбирая тепло для обогрева воздуха

Все виды бытовых стоков энергосберегающий дом пропускает через рекуператор, отбирая тепло для подогрева воздуха. В 10-15 метрах от пассивного дома находится ёмкость септик. Двух кубовый пластиковый бак, в котором происходит переработка стоков анаэробными бактериями. По мере переработки очищенные стоки выкачивают на компостную кучу. Компост не только удобрение для сада, но и прекрасное топливо для водогрейного котла.

Вентиляция

Вентиляционная система имеет отдельный проект. Пассивный дом оборудован двумя рекуператорами. Это устройство позволяет забирать тепло из воздуха, который вытягивает вентилятором из дома наружу и подогревает всасываемый с улицы холодный воздух. Таким образом, устраняется значительный перепад температуры внутри помещения. Второй рекуператор стоит на канализационной трубе.

Проект дома

Энергосберегающий дом проектируют с учётом сохранения тепла. Газобетонные блоки для несущих стен укладывают на специальный клеющий состав. Стены штукатурят с двух сторон таким же составом. Такая штукатурка сохраняет тепло, за счёт наполнителя из пустотелых шариков диаметром до 1 мм. На стенах не будет мостиков холода. Стяжка на полу и на чердаке выполнена из состава такой же разработки. Кровля на чердаке подшивается минеральной ватой и листами MDF. С такой отделкой пассивный дом становится «термосом».

Энергосберегающий дом – это хотя и не полностью замкнутая постройка с автономными источниками воды, электричества, газа, но он дает возможность значительно сэкономить на обогреве и освещении

В окна вставляют тройной стеклопакет на трёхкамерных профилях с утеплителем. Свес кровли, в проекте энергосберегающий дом, выступает от стены на 1 м. По периметру строится терраса со сплошным остеклением в деревянных рамах. С такой ветрозащитой у вас действительно получится тёплый дом. Солнечные батареи занимают весь южный скат кровли и монтируется как парапет террасы.

Видео: Энергосберегающий дом своими руками

Энергетически автономный дом

В проект пассивного дома нужно заложить ограждение участка. С северной стороны ставят высокий каменный забор, с южной сетчатый проницаемый. Плодовые деревья располагают с западной и восточной стороны дома, а с южной огород. Большую часть работ по такому проекту можно выполнить своими руками. За исключением тех моментов, когда нужна механизация, подключение к системам и настройка электроники. Пассивный дом на самом деле живёт очень активной жизнью. Земля даёт вам воду и тепло. Солнечные батареи и коллекторы - свет и горячую воду. А душу в тёплый дом вы вкладываете своими руками.

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.