Энергоэффективный дом. Как повысить энергоэффективность дома. Энергосберегающие дома: мировой опыт

В связи с неуклонным ростом цен на энергоносители и дороговизну подключения газа, всё большее количество застройщиков задумывается о строительстве энергоэффективного дома.

Мы уже рассказывали читателям нашего сайта о том, и какие технологии используются при его строительстве.

А помогут нам в этом пользователи FORUMHOUSE.

Из нашего материал вы узнаете:

• Какой дом энергоэффективный, а какой – нет.
• Можно ли отопить энергоэффективный дом только электричеством.
• Как рассчитать необходимую толщину утеплителя.
• Окупится ли возведение энергоэффективного дома.

Что такое энергоэффективность

Энергоэффективные дома строят в европейских странах уже давно, но для нашей страны подобное жилище всё ещё является экзотикой.

Многие застройщики с недоверием относятся к строительству таких зданий, считая это неоправданной тратой средств.

Разбираемся, так ли это и выгодно ли строить энергоэффективный дом применительно к климатическим условиям большинства зон России, в том числе Москве.

Энергоэффективный (энергопассивный) дом – это строение, в котором затраты, связанные с потреблением энергии, в среднем на 30% меньше, чем в обычном доме. Энергоэффективность недавнего времени можно было определить по коэффициенту сезонного использования тепловой энергии – Е.

• Е <= 110 кВт*ч /м2/год – это обычный дом;
• Е <= 70 кВт*ч /м2/год – энергоэффективный;
• Е <= 15 кВт*ч /м2/год – пассивный.

При подсчёте коэффициента Е учитывается: отношение площади всех наружных поверхностей ко всей кубатуре дома, толщина слоя теплоизоляции в стенах, кровле и перекрытиях, площадь остекления и количество людей, проживающих в здании.

В Европе для определения класса энергоэффективности принято использовать коэффициент ЕР, который определяет количество электроэнергии, затрачиваемой на отопление, ГВС, свет, вентиляцию и работу бытовых электроприборов.

За отправную точку берётся ЕР = 1 и энергетический класс D, т.е. стандартный. Современная классификация домов, принятая в европейских странах, выглядит так:

• ЕР <= 0,25 – класс А, пассивный дом;
• 0.26 < ЕР <= 0,50 – класс В, экономичный;
• 0,51 < ЕР <= 0,75 – класс С, энергосберегающий дом;
• 0,75 < ЕР <= 1 – класс D, стандартный;
• 1,01< ЕР <= 1.25 – класс Е;
• 1,26 < EP <= 1,50 – класс F;
• ЕР >1,51 – класс G, самый энергозатратный.

В обычном, недостаточно утеплённом жилье с большими теплопотерями через ограждающие конструкции, большая часть энергии (до 70%) уходит на отопление.

Можно сказать, что владельцы такого жилища отапливают улицу.

Поэтому в европейских странах уже никого не удивить толщиной утеплителя в стенах в 300-400 мм, а сам контур здания делается герметичным.

Необходимый уровень воздухообмена в доме поддерживается при помощи системы вентиляции, а не мифического «дыхания» стен.

Но прежде чем покупать кубометры утеплителя, необходимо понять, когда дополнительное утепление и весь комплекс мер, связанных со строительством энергоэффективного дома экономически оправданы.

Энергоэффективность в цифрах

В нашей стране отопительный период в среднем длится 7-8 месяцев, а климат более суровый, чем в Европе. Из-за этого возникает масса споров о том, выгодно ли строить у нас энергосберегающие дома. Одним из самых частых утверждений противников энергоэффективного строительства является довод о том, что в нашей стране строительство такого здания обходится очень дорого, а затраты на его возведение не окупятся никогда.
Но вот комментарий участника нашего портала.

СТАСНН

Я в 2012 году, в Нижегородской области, построил энергоэффективный дом в 165 кв. м отапливаемой площади с удельным потреблением энергии на отопление 33 кВт*часов на кв. м в год. При среднемесячной температуре воздуха зимой -17°C затраты на отопление электричеством составили 62,58 кВт*ч в сутки.

Следует заострить внимание на технических характеристиках этого дома:

• толщина утеплителя в полу – 420 мм;
• толщина утеплителя в стенах – 365 мм;
• толщина утеплителя в кровле – 500 мм.

Коттедж построен по каркасной технологии. Система отопления дома – электрические низкотемпературные конвекторы общей мощностью 3.5 кВт. Также в доме смонтирована система приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором и грунтовым теплообменником подогрева уличного воздуха. Для снабжения горячей водой дополнительно установлены вакуумные солнечные коллекторы.

Общий счет: в месяц на отопление уходит 3.2 тыс. руб. при круглосуточном тарифе 1.7 руб/кВт*ч.

Также интересен опыт форумчанина Александра Федорцова(ник на форуме Скептик ), самостоятельно построившего каркасный дом в 186 кв. м на фундаменте "утепленная шведская плита", с самодельным теплоаккумулятором на 1.7 м3 и с врезанными в него электрическими тэнами.

Скептик

Дом отапливается электричеством через систему водяного тёплого пола. Для отопления используется ночной тариф - 0,97руб./кВт. Ночью теплоноситель в теплоаккумуляторе нагревается до нужной температуры, утром отключается. Кубатура дома - 560м3.

Итог: Зимой, за декабрь, отопление обошлось в 1,5 тыс. рублей. В январе чуть меньше – 2 тыс. рублей.

Как показывает опыт пользователей нашего сайта, строительство энергоэффективного дома по силам любому. Причём, совсем не требуется оснащать его дорогими инженерными системами наподобие рекуператоров воздуха, тепловыми насосами, гелиоколлекторами или солнечными батареями. По мнению форумчанина с ником Toiss, главное – это тёплый замкнутый контур, превосходящий современные СНиПы в три раза, отсутствие мостиков холода, тёплые окна, хорошо утеплённая кровля, фундамент и стены.

Toiss

Чем платить за подключение газа (цена на который постоянно растёт) по 0.5–1 млн.руб., лучше построить энергоэффективный дом площадью до 200 кв.м. При соблюдении технологии строительства и грамотном подходе его возведение экономически оправдано при любых архитектурных и конструктивных решениях.

Энергоэффективность – базовые принципы

Как и чем утеплять дом – один из главных вопросов, возникающих при строительстве.
И думать об этом нужно ещё на стадии проектирования. По мнению Павла Орлова (ник на форуме Smart2305 ), перед экономическим расчётом оправданной толщины утеплителя надо определиться со следующими исходными данными, а именно:

1. Площадь планируемого дома;
2. Площадь и тип окон;
3. Площадь фасадов;
4. Площадь фундамента и поверхностей цокольного этажа;
5. Высота потолков, или внутренний объем дома;
6. Тип вентиляции (естественная, принудительная).

Smart2305

За основу возьмём дом площадью 170 кв.м, с высотой потолков 3 м, площадью остекления 30 кв. м и площадью ограждающих конструкций 400 кв.м.

Основные теплопотери в доме происходят через:

1. Окна;
2. Ограждающие конструкции (крышу, стены, фундамент);
3. Вентиляцию;

При чоздании проекта экономически сбалансированного дома необходимо стремиться к тому, чтобы теплопотери по всем трём категориям были примерно одинаковы, т.е. по 33,3%. В этом случае достигается баланс между дополнительным утеплением и экономической выгодой от такого утепления.

Максимальные теплопотери происходят через окна. Поэтому при строительстве энергоэффективного дома важно «привязать» его к правильному месту на участке (большие окна смотрят на южную сторону) для максимальной степени солнечной инсоляции. Это позволит уменьшить теплопотери при большой площади остекления.

Smart2305

Самое сложное – это уменьшить теплопотери через окна. Разница между различными современными стеклопакетами довольно несущественна и колеблется от 70 до 100 Вт/кв.м.

Если площадь окон равняется 30 кв. м, а уровень теплопотерь – 100 Вт/кв. м, то тепловые потери через окна составят 3000 Вт.

Т.к. уменьшить теплопотери через окна сложнее всего, то при проектировании теплоизоляции ограждающих конструкций дома и системы вентиляции, для сбалансированности, нужно стремиться к тем же значениям – 3000 Вт.

Отсюда общие теплопотери дома составят 3000х3 = 9000 Вт.

Если же пытаться уменьшить только теплопотери ограждающих конструкций, без уменьшения теплопотерь окон, то это приведёт к необоснованному перерасходу средств на утеплитель.

Тепловые потери через ограждающие конструкции равняются сумме потерь через фундамент, стены, крышу.

Smart2305

Нужно стремиться к тому, чтобы уравнять тепловые потери через окна с тепловыми потерями через ограждающие конструкции.

Также необходимо уменьшить теплопотери, связанные с вентилированием помещений. По современным стандартам, необходимо чтобы весь объём воздуха в жилом помещении сменялся 1 раз в час. Дому площадью 170 кв. м с высотой потолков 3 м необходимо 500 м3/час свежего уличного воздуха.

Объём высчитывается умножением площади помещений на высоту потолков.

Если обеспечить приток в дом только холодного воздуха с улицы, то тепловые потери составят 16,7х500=8350 Вт. Это не укладывается в баланс энергоэффективного дома, мы не сможем сказать что такой дом энергосберегающий.

Остаётся два выхода:

1. Уменьшить воздухообмен, но это не отвечает современным нормативам по необходимому воздухообмену;
2. Уменьшить тепловые потери при подаче холодного воздуха в дом.

Для подогрева уличного холодного воздуха, поступающего в дом, применяется установка систем принудительной, приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором. С помощью этого устройства тепло уходящего на улицу воздуха передаётся входящему потоку. Таким образом повышается эффективность вентиляции.

КПД у рекуператоров составляет 70-80%. Читайте нашу статью о том, как самостоятельно построить недорогой и

Smart2305

Установив в дом (из приведённого выше примера) систему принудительно приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором, удастся сократить теплопотери до 2500 Вт. Без системы принудительной, приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором невозможно достичь баланса тепловых потерь в доме.

Экономическая целесообразность дополнительного утепления

Основной показатель экономической эффективности дополнительного утепления дома – срок окупаемости системы утепления.

Интересен опыт пользователя с ником Андрей А.А, сравнившего затраты на отопление в режиме ПМЖ утеплённого и неутеплённого дома. Для чистоты эксперимента за исходные условия принимаем следующие данные:

• отопление магистральным газом;
• теплопотери через ограждающие конструкции – 300кВт/ч/(кв.м.*год);
• дом имеет срок службы в 33 года.

Андрей А.А.

Для начала я подсчитал годовые затраты на отопление в режиме ПМЖ без дополнительного утепления. После проведённых мною расчётов затраты на отопление неутеплённого дома в 120 кв.м, при его теплопотерях в 300кВт/ч/(кв.м.*год), составили 32 тыс.руб. в год (при условии, что цена за 1 м3 газа до 2030 составит 7.5 руб).

Теперь подсчитаем, какую сумму можно сэкономить, если как следует утеплить дом.

Андрей А.А.

По моим расчётам, дополнительное утепление снизит теплопотери моего жилья приблизительно в 1,6 раза. Отсюда, при затратах на отопление, равных 1,1 млн. рублей за 33 года (32 т.р. в год х 33 года), после утепления можно на стоимости энергии сэкономить 1,1-1,1/1,6=400тыс. руб.

Чтобы получить 100% экономический эффект от дополнительного утепления, необходимо, чтобы сумма, потраченная на дополнительное утепление, не превысила половину суммы, сэкономленной на стоимости энергии.

Т.е. для данного примера затраты на утепление не должны превысить 200 тыс. рублей.

Через год эксплуатации выяснилось, что после дополнительного утепления теплопотери снизились не в 1.6, а в 2 раза, а вся проделанная работа (т.к. утепление проводилось своими силами, а деньги ушли только на покупку утеплителя) многократно окупилась.

Также интересен подход к расчёту рентабельности от дополнительного утепления форумчанина с ником mfcn :

– Рассмотрим следующие гипотетические условия:

• в доме +20°C, на улице -5°C;
• отопительный период – 180 дней;
• дом – с однослойным каркасом, стоимостью 8000 руб/м3, утеплённый минеральной ватой по 1500 руб/м3;
• стоимость монтажа – 1000 руб/м3 утепления;
• шаг каркаса – 600 мм, толщина – 50 мм.

Исходя из этих данных, кубометр утепления стоит 3000 руб.

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

Экономия энергии в таких домах достигает 90%.

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

В странах Евросоюза принята такая классификация домов:

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

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

КАК «НАУЧИТЬ» ДОМ БЫТЬ ЭКОНОМНЫМ И КОМФОРТНЫМ?

1. Правильное ориентирование дома относительно сторон света.

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

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

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

2. Проектирование компактной конфигурации строений.

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

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

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

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

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

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

4. Толщина наружных стен и жилая площадь дома.

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

5. Шумозащита дома.

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

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

6. Индивидуальное восприятие комфорта и климат в помещении.

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

7. Теплопотери и мостики холода.

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

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

8. Теплоизоляция крыши.

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

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

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

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

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

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

10. Пассивное и активное использование солнечной энергии.

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

Преобразование солнечной энергии.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Самые актуальные вопросы:

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

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

Через сколько лет эти дополнительные вложения в сохранение тепла окупятся?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Внутренняя теплоизоляция стен

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

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

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

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

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

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

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

Наружная теплоизоляция стен

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вентилируемые фасадные системы

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

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

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

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

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

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

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

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

Утепление крыши

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Утепление окон

Тепловой баланс дома в немалой степени зависит от окон.

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

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

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

Современные оконные конструкции обеспечивают вентиляцию помещений при закрытом окне.

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

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

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

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

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

Отопительные системы

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

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

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

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

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

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

Низкотемпературные котлы могут также обеспечивать дом водой для хозяйственных нужд.

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

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

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

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

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

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

Существует несколько оснований для того, чтобы выполнить строительство своего собственного дома по энергоэффективным технологиям. Основной причиной является то, что при эксплуатации вашего жилища вы понесете меньшие затраты. Но также немаловажно, что при продаже такие варианты будут более привлекательными для покупателей, да и цену за него можно выставить гораздо выше.

В связи с последними событиями на мировом рынке энергоресурсов можно сделать следующий вывод. Цена за основной источник энергии, а именно нефть, очень нестабильна и будет постоянно расти. Если заглянуть в прошлое и проанализировать стоимость на нефть, то эти утверждения подтвердятся. Поэтому приходится каким-то образом выкручиваться, к примеру, планировать строительство энергоэффективных домов и покупку энергоэффективного оборудования.

Не только материальная выгода является преимуществом такого вида домов. Ведь, сокращая потребление энергоресурсов, мы очищаем нашу атмосферу от вредных примесей и веществ, возникающих при сжигании топлива. Большинство считает, что это ничтожный вклад для очищения нашей планеты, а население продолжает приобретать а также заболевания эпидермиса и желудка. Однако это не совсем так, только сообща люди могут справиться с этой напастью.

На что мы тратим энергию в наших домах?

Если взять обычный рядовой дом, то можно выделить несколько "пожирателей" энергии:

• различные электроприборы;
• свет;
• тепло;
• нагрев воды.

Около 72% от всей энергии тратится на обогрев наших жилищ. Все потому, что раньше в нашей стране не задумывались об экономии и строили дома, не уделяя особое внимание теплоизоляции. В странах Европы ситуация не такая плачевная, однако их показатель тоже оставляет желать лучшего - 57%.

Разберемся с понятием энергостандартов

Энергоэффективное строительство стало популярным в девяностых. Первыми заинтересовались этим Германия, Франция, Швеция и Швейцария. Европейские специалисты начали связывать потери энергии с плохой теплоизоляцией домов, неправильной формой зданий, а также с плохим расположением построек относительно сторон света. Затраты на исправление этих недостатков несущественны, так почему же не экономить? Тогда-то и началось разделение жилых зданий на типы:

• Энергоэффективный дом. Таковым считается постройка, потребляющая не больше семидесяти процентов тока от энергии, которую потребляет обычный дом. Кроме того, в таких сооружениях используются установки, работающие от (ветряки, солнечные батареи) и теплоизоляция около пятнадцати сантиметров.
• Постройка с низким потреблением. Здесь соотношение к потреблению стандартного дома не более чем сорок пять процентов, а изоляция порядка двадцати сантиметров.
• Пассивной постройкой считается постройка с очень низким потреблением - 30% по сравнению со стандартными домами. Инженеры добиваются таких результатов благодаря отличной изоляции, правильному использованию тепла - естественного и того, которое бездарно расходуется в вент-системах. Обычно такие дома оборудуются теплоизоляцией толщиной в тридцать сантиметров, автономным источником электроэнергии и тепла.
• Постройки, не потребляющие энергию. Да, планируется использовать и такие, мало того, они еще и будут отдавать в сеть электроэнергию. Однако пока это только лишь эксперимент. Теплоизоляция в таких домах - сорок сантиметров.

Расчет необходимого тепла

Если брать в расчет, что больше всего электроэнергии тратится на тепло, то энергостандарт дома выбирается исходя из коэффициента Е. Он обозначает сезонную потребность в тепле - отражает количество, необходимое для отопления квадратного метра. Разберем, от чего зависит этот коэффициент:

• Качество теплоизоляции.
• Тип вентиляции.
• Ориентация здания по сторонам света.
• Количество бытового тепла.

Также стоит отметить коэффициент нормированного сезонного потребления тепла Е0. Он также определяет необходимое количество тепла для обогрева кубического метра, но при условии, что строение возведено с соблюдением всех норм и правил. Е0 рассчитывается как отношение площади внешних стен к обогреваемому объему.

Насколько выгоден энергоэффективный дом?

Технологии совершенствуются, и если смотреть в будущее, то можно сказать: строительство таких домов - это экономично. Сейчас капиталовложения, выделяемые на возведение пассивного сооружения, на 20 процентов больше затрат на постройку стандартного здания. Спустя несколько лет разница уменьшится на 10 процентов. И это можно подтвердить по опыту зарубежных строителей. Энергоэффективный жилой дом - хороший вариант для инвестирования. Подтвердим это, рассмотрев следующий пример. В качестве примера возьмем обычный загородный дом площадью 150 квадратов, в котором проживает одна семья. В качестве тепловой установки в этом доме выберем газовый котел. Тогда затраты на эксплуатацию жилища будут следующими:

• отопление - 144 кВт/м 2 ;
• нагрев воды - 30 кВт/м 2 ;
• бытовые нужды (электроприборы, приготовление пищи, свет) - 26 кВт/м 2 .

В таком случае получается, что за год такой дом потребит 30 000 кВт. Если же вместо стандартного дома взять энергоэффективный деревянный дом, картина будет следующая:

• отопление - 44 кВт/м 2 ;
• нагрев воды - 30 кВт/м 2 ;
• бытовые нужды (электроприборы, приготовление пищи, свет) - 26 кВт/м 2.

Потребит за год 15 000 кВт. Итого, можно сэкономить на эксплуатации дома около 50%. Очень обнадеживающая информация.

Площадь окон

Сейчас, на вновь возводимых зданиях, нередко можно встретить большие Однако конструкция окон не позволяет добиться теплозащиты, близкой к теплозащите капитальных стен. С другой стороны, с позиции освещенности помещений, большие окна уменьшают на искусственное освещение. Приходится искать золотую середину. При проектировании самым оптимальным считается отношение 6:1, где 6 - это площадь пола, а 1 - окна. Например, возьмем энергоэффективный дом и помещение площадью 36 квадратных метров. Оптимальная площадь остекления тогда будет около 6 квадратных метров.

Проектирование энергоэффективных домов. Каталоги проектов

Статистика говорит, что на западе около 80% частных жилищ возводится по готовым проектам. А можно ли построить на базе этих вариантов энергоэффективный дом? Проекты в большом количестве находятся в специальных каталогах, а какой из множества вариантов выбрать?

Очень важная задача - сократить потребление электроэнергии до минимума. Как отмечалось выше, львиная доля ее тратится на обогрев помещений в зимнее время. Однако стоит понимать, что, увеличив слой теплоизоляции, дом не сделать энергоэффективным. Тут подход должен быть комплексным. Очень важно убрать все мостики холодного воздуха, а также предусмотреть механическую вентиляцию.

Уделяем внимание стенам и крыше

Перед приобретением проекта он должен быть тщательно изучен на предмет соблюдения непрерывной теплоизоляции. Энергоэффективный дом - это постройка, для которой очень важен вопрос герметичности.

Благодаря данной характеристике холодный воздух не будет поступать в помещение. Герметичным должно быть все, начиная от дверей и заканчивая крышей. Стены таких домов оштукатуриваются двойным слоем, а кровля выполняется с теплоизоляцией и пароизоляцией. Места стыков и креплений закрываются специальной клейкой лентой.

Расчет энергоэффективности

Как отмечалось выше, энергоэффективной считается постройка, потребляющая не больше семидесяти процентов электрической энергии от того количества, которое потребляет обычный дом. Рассмотрим коэффициент Е и его величину:

• Для обычного дома коэф. Е меньше или равен 110 кВт/м 2 .
• Для энергоэффективного дома коэф. Е меньше или равен 70 кВт/м 2 .
• Для коэф. Е меньше или равен 15 кВт/м 2 .

На западе более современным считается способ расчета энергоэффективности построек по коэфффициенту Ер. Он обозначает количество энергии, необходимое для отопления, вентиляции, нагрева воды, освещения и кондиционирования. Рассмотрим классификацию построек, в зависимости от Ер:

• Для экономных построек он меньше или равен 0,5.
• Для энергосберегающих построек коэф. Ер меньше или равен 0,75.
• Для обычных построек он меньше или равен 1.
• Для пассивных построек коэф. Ер меньше или равен 0,25.
• Для самых энергозатратных построек Ер больше 1,5.

Вопрос вентиляции и обогрева

Мы уже говорили о том, что энергоэффективный дом должен быть обустроен механической вентиляцией, с функцией получения тепла. Поэтому, выбирая проект, нужно удостовериться, что в доме предусмотрена такая вентиляция. Это важно, поскольку обычная вентиляция не будет функционировать в герметичном доме. Также стоит отметить, что гравитационная вентиляция хорошо работает при температурах чуть выше нулевой отметки, поэтому летом она почти бесполезна.

В герметичных энергоэффективных домах лучше всего покажет себя механическая вентиляция, которая позволит получать тепло из удаляемого воздуха. Такая вентиляция позволит обойтись в доме без привычной водяной системы отопления, что приведет к экономии на радиаторах, трубах и нагревательных установках. Поэтому будьте внимательны, выбирая энергоэффективный дом: проекты должны предусматривать такой тип вентиляции.

Некоторые тонкости постройки

Разберем тонкости возведения подобных строений. Если вы планируете строить энергоэффективный дом своими руками, необходимо знать точное количество людей, которые там будут проживать. Ведь сами люди создают бытовое тепло - при стирке, приготовлении пищи, пользовании электроприборами. Получается, что слишком большие дома не будут считаться энергоэффективными при условии, что в них будут проживать несколько человек. Также внимательно надо отнестись к эффективному расходу тока, выбирая энергоэффективные приборы и оборудование. Будет полезно обустроить придомовой участок согласно сторонам света и климатическим условиям в вашем регионе.

Заключение

Проектирование и строительство энергоэффективных домов в будущем будет едва ли не единственным направлением в строительной отрасли. Поэтому нужно задумываться об этом прямо сейчас.

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.