Почему в россии невыгодно строить энергоэффективные дома. Энергосберегающие дома: мировой опыт

Сложно коррелировать между собой уровни энергопотребления Европы, отапливаемой Гольфстримом, с Российскими Сибирью и Заполярьем, обогреваемыми зимой только северным сиянием.

Чтобы расставить точки над "И", для начала неплохо было бы разобраться в терминологии. "Энергоэффективный дом", в разных публикациях трактуется достаточно широко и, уже поэтому, не всегда корректно. Принципиальные разночтения в названиях и уровнях энергосбережения. Колебания в количестве процентов, к тому же берутся они от сложившегося энергопотребления, а он по странам отличается в разы, и совершенно не учитываются климатические особенности. Как правило, за начальную точку отсчёта берётся "сложившийся уровень энергопотребления", но в Европе с семидесятых годов прошлого века законодательно регулируются и ужесточаются строительные нормы энергоэффективности. Мы только начали этот путь, подтверждение чему даты, начавших действовать с 27/XII/2010 года государственной программы Российской Федерации "Энергосбережение и повышение энергоэффективности на период до 2020 года", которая, в свою очередь детализирует статьи закона "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности" от 27/X/2009 года.

Но разберёмся с градациями домов низкого энергопотребления.

В Западной Европе сложилось несколько градаций определения энергоэффективности домов, а поскольку в нашем отечестве таковых пока нет, будем ориентироваться на зарубежный опыт.

Умный дом, подразумевает организацию работы всех систем, на основе компьютерного управления, направленного на обеспечение максимально комфортного проживания человека. Экономия энергии в такой системе может и не браться в расчёт. Концепция появилась в начале семидесятых годах прошлого века. Но вскоре энергетический кризис 1974 года заставил задуматься об энергетической эффективности, в результате параллельно сформировалась концепция низкоэнергетического дома.

Концепция предусматривает полностью и эффективно утеплённый дом, имеющий двух-трёх камерное остекление. Для снижения потерь энергии обязательно оборудуется рекуператором воздуха и входными тамбурами.

Со временем виды энергоэффективных домов разделились на три типа:

Дом низкого потребления энергии или энергоэффективный дом. Предусматривает проведение работ по утеплению (не менее 15-20 см утеплителя на стены, 25-30см чердак), оптимизации отопления, вентиляции и т.д. Для отопления может использовать суточный накопитель энергии (тепло аккумулятор). Обязательно оборудуется рекуператором вентилируемого воздуха. Экономит от 30 до 50% энергопотерь.

Пассивный дом - с нулевым или незначительным, до 10% от обычного, потреблением энергии. Слой утеплителя не менее 25-30 см в стенах и от 50 см в чердачных перекрытиях. Использует энергию солнца и для этого ориентируется окнами на юг. В энергообеспечении, кроме сетевой энергии, участвуют один или несколько альтернативных источников электроэнергии (ветрогенераторы, солнечные панели). Из обязательных атрибутов, можно отметить тепловой коллектор, суточный накопитель энергии, рекуператор для нагрева или охлаждения входящего воздуха, а для предварительного нагрева вентиляционного воздуха зимой нередко используется тепло земли. Летом тот же наружный воздух в земле предварительно охлаждается.

Активный дом - с положительным электробалансом. С мощным, не менее 40 см слоем утеплителя, оборудованный всеми системами, утилизирующими и пускающими в повторный оборот тепловую энергию, за счёт чего почти не имеет внешних энергопотерь. Оснащён несколькими источниками получения, возобновляемой альтернативной энергии. Избыток электроэнергии может расходоваться для обеспечения хозяйственных построек или продаваться в общую энергосистему. Технические требования такие же, как к пассивному и умному дому. Т.е. получаемая от сети, но в основном от собственных источников энергия, с помощью интеллектуального управления, грамотно используется. Система отопления предусматривает сезонный накопитель энергии, обогревающий дом почти без использования внешних энергетических ресурсов в отопительный период.

Эффективность - экономическое понятие, рассматривающее получение определённого результата с минимальными затратами.

Энергоэффективность - энциклопедия трактует, как достижение экономически оправданного рационального использование энергетических ресурсов, на основе последних достижений техники и технологий. Это совсем не означает урезание, или лишение чего-то. Поставленная цель получения максимальной энергоэффективности дома достигается в первую очередь за счёт снижения теплопотерь, более рационального использования тепловой энергии во всех энергетических процессах без ухудшения конечного результата.

Разумеется, хорошо продуманная и выполненная теплоизоляция сооружения, с минимальными мостиками холода, один из главных элементов, но далеко не единственный. По-настоящему энергоэффективный дом начинается на стадии проектирования и закладки фундамента, который уже на начальном этапе строительства хорошо утепляется и гидроизолируется. В таком доме нет мелочей, продуман каждый элемент в архитектурном облике, от размеров дома, его формы, количества выступающих элементов, остекления и ориентации к солнцу.

Особая забота, выбор качественных и долговечных утеплителей для дома. Минимальные требования к слою утеплителя стен и потолков низкоэнергетических домов начинаются от 15-20 сантиметров. Сами утеплители для стен, фундаментов, отопительных приборов и труб, различаются по предъявляемым к ним физическим, механическим и химическим свойствам. К примеру, утеплять фундаменты лучше экструдированным пенополистиролом, имеющим высокую механическую прочность и практически нулевую гигроскопичность. К недостаткам данного утеплителя можно отнести высокую пожароопасность (токсичность продуктов горения), чувствительность к ультрафиолету (необходимо защищать от воздействия солнечных лучей). Но какую пожарную опасность может представляет высокая горючесть у полностью закопанного утеплителя?

Пеноизол хорош как утеплитель стен и потолков деревянных домов и каменных домов построенных из "дышащих" материалов – кирпич, керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит и др. Имея микропористую структуру и инсектицидные свойства, активно осушает и обеззараживает деревянные конструкции, не допускает образование конденсата и как следствие развитие плесени на каменных стенах. К тому же долговечен, дешев и пожаробезопасен. Впрочем, утеплителей множество, каждый из них имеет свои характеристики и свойства и в соответствии с ними должны использоваться по предназначению.

Наряду с очень хорошей теплоизоляцией и герметизацией обязательные атрибуты энергоэффективного дома - продуманная система вентиляции(в старых домах даёт до трети энергетических потерь). Энергоэффективный дом по определению не может отапливать улицу тёплым воздухом, сбрасываемым открытыми форточками. Рекуператор решит проблему нагрева свежего входящего воздуха, встречным потоком, удаляемым из помещения. Простейший теплообменник решит проблему предварительного подогрева входящей воды утилизацией тепла канализационных стоков. Для обогрева энергоэффективного дома обязательно использование энергии солнца, а для этого здание ориентируют большей частью окон на юг. Остекление двух, трёх камерное, стёкла со специальным плёночным покрытием, пропускающим солнечный спектр и отражающим инфракрасное излучение.

Один из важнейших элементов энергоэффективного дома - отопление. Оно может быть магистральным газовым, электрическим, использовать энергию земли, ветра или солнца, но обязательно сопряжено с накопителем энергии для снятия пиковых нагрузок. К примеру, в районе ночной тариф на электричество со значительными скидками, основой отопления может стать электрический котёл, с водяным баком в несколько тонн воды. Вода, нагретая ночью, прекрасно справится с обогревом дома днём. Альтернативой водяного накопителя энергии может быть массивная бетонная стяжка на полу. Она удержит достаточно энергии, для поддержания в помещении дневной комфортной температуры.

Элементы интеллекта.

Любые конструктивные и высокотехнологичные ухищрения не создадут жильцам комфорта без аппаратуры, регулирующей энергетические процессы в доме по заданным алгоритмам. Например, ночью для создания более комфортных ощущений, температуру в доме необходимо снизить, а вентиляцию уменьшить.

Хороший приём экономии энергии - применение двух температурных режимов в доме. Нормальный и сниженный до минимально безопасного уровня. На период отсутствия в доме жильцов, вентиляцию так же лучше уменьшить.

Интеллектуальная аппаратура проконтролирует и сведёт энергопотребление к минимуму, рационально регулируя работу бытовых приборов.

Строительство энергоэффективного дома удорожит его на 7-15%, но сниженное энергопотребление даже в минимальном оснащении до 50%, что даст многократную большую экономию в период эксплуатации.

Удачи вам в неустанной борьбе за энергоэффективность дома, а значит комфорт и уют в нём.

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.

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

Проект пассивного дома со схемой размещения всех коммуникаций

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема для монтажа солнечных батарей

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

Технологии строительства энергосберегающего дома

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

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

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

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

Схема устройства теплоизоляции и вентиляции частного энергоэффективного дома

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

Ориентация энергосберегающего дома на участке

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

Форма пассивного дома

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

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

Один из вариантов формы конструкции пассивного дома

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

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

Таблица теплопотерь через окна

Окна в энергосберегающем доме располагаются по следующему принципу:

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

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

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

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

Внутренняя планировка пассивного дома

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

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

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.

Основная статья расходов на содержание дома — отопление. Многие домовладельцы сейчас уже привыкли к цифрам 30 — 60 тыс. руб. на отопление в год. Чем больше будут утечки тепла, тем больше и потраченная сумма денег.

Будущая экономия закладывается при строительстве дома или при его капитальном ремонте. Когда возводятся и утепляются ограждающие конструкции. При этом нужно потратить определенное количество денег на утепление (на увеличение сопротивления теплопередаче конструкций).

Но беспредельно утеплить не получится, мешает и техническая возможность, и рамки экономической целесообразности, — теплоизоляция может стать не выгодной, в будущем не окупится.

Поэтому для энергосберегающего дома в проекте определяется «золотая середина» — наиболее экономически эффективные меры по теплосбережению. Какие это меры, как они выражаются в решениях и цифрах, что нужно выбрать затройщику…

Окупаемость утепления и цена топлива

Срок окупаемости утепления должен быть не более чем половина срока службы самой конструкции, но не больше 12 лет (согласно СНиП).

Но этот срок окупаемости будет напрямую зависеть от стоимости топлива, которым будет отапливаться дом. Чем дороже топливо, тем больше расходы на отопление и больше экономия от утепления, — первоначальные затраты на строительство быстрее окупятся.

Цена на разные виды топлива отличается в разы. Закономерность у нас в стране примерно такая — самый дешевое топливо — природный газ, самое дорогое — дневное электричество.

Нужно подбирать утепление для каждого дома

Для разных домов будут доступными разные виды топлива. Поэтому и затраты на отопление будут различаться в разы, срок окупаемости будет разный. Следовательно, экономически целесообразное утепление (например, толщина утеплителя) будет разное.

Также нужно учесть, что в разных регионах и цена на одно и тоже топливо отличается, и климат совершенно разный, — чтобы достичь одних и тех же теплопотерь требуется весьма различная толщина утеплителя и др.

СНиП 23.02.2003 регламентирует проводить оптимизацию оболочки здания по окупаемости энергосберегающих мероприятий. Это значит, что для каждого строящегося дома необходимо определять экономически целесообразное утепление (и другие энергосберегающие мероприятия) в зависимости от условий, — в первую очередь от цены на топливо.

Застройщику — делать энергосберегающий дом

При строительстве и ремонте дома необходимо стремиться сделать энергосберегающий дом.

Важно учитывать, что правительство РФ предполагает увеличение цены на топливо быстрее чем происходит инфляция и в скором времени выравнивание цен с Европой. бЭто должно дать дополнительные стимул энергосбережению, позволит сэкономить в итоге большие-большие-миллиарды на потерях тепла по всей стране.

Застройщику предлагается уже сейчас «почувствовать дополнительный стимул» и строить энергосберегающий дом.

Лучше купить готовый проект энергосберегающего дома, со всеми необходимыми расчетами утепления и других мероприятий, под конкретный регион и конкретную местность. Такой проект удастся найти только у местных проектировщиков.

Если же приобрести проект дома из другого региона, под другие условия эксплуатации, то нужны будут изменения в проекте под местные условия.

Проектировщики могут исполнить на заказ и личные пожелания заказчика по теплосберегающим характеристикам всего дома и его отдельных ограждающих конструкций.

Какие должны быт характеристики?

Удельные энергопотери

СНиП 23.02.2003 регламентирует (для частных застройщиков предлагает) сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций для разных климатических зон. Чем холоднее, чем суровее зима, тем больше сопротивление теплопередаче, или можно сказать, — «тем толще утеплитель».

Но не только утеплением конструкций определяются энергопотери дома.

Энергосбережение дома характеризуется удельными энергопотерями дома, кВт·ч/м2.
Они должны быть одинаковыми для любого региона, зависят от площади дома, этажности.

Годовые удельные энергопотери дома приведены в таблице, кВт·ч/м2:

Как соотносить с видом топлива

Но как соотносятся эти значения с видом топлива (с ценой на топливо). Если использовать электричество, то окупится дорогое утепление и максимальная толщина утеплителя. А удельные энергопотери дома должны быть максимально уменьшены.

Если использовать дешевый природный газ, то затраты на утепление должны быть явно ниже (дорогое утепление слишком долго будет окупаться), а удельные энергопотери дома с таким дешевым топливом могут быть больше.

Если используется более дорогой сжиженный газ, то энергопотери целесообразней уменьшить, — приведенные данные умножить на коэффициент 0,6 — 0,7. Соответственно сопротивление теплопередаче конструкций нужно увеличивать (делить на этот коэффициент) но можно применить и другие теплосберегающие мероприятия, не только утеплением дома определяются его теплопотери.

Для солярки и особенно электричества, целесообразней уже применять коэффициент 0,35 -0,5.

Можно ли отдельные конструкции не утеплять?

Создавая энергосберегающий дом, нужно бороться со всеми утечками тепла, чтобы достичь указанных в таблице энергопотерь здания за год с одного метра кв. площади.

СНиП допускается, что отдельные конструкции могут иметь меньшее сопротивление энергопередаче, чем регламентируется, но при этом суммарные удельные энергопотери не должны превышаться.

Т.е. возможно не выгодно доутеплять стену из газобетона до нормативных значений (она довольно теплая сама по себе), но придется компенсировать излишние теплопотери через нее, например, лучшим утеплением перекрытия, и более теплосберегающими окнами. Тогда в итоге энергосберегающий дом будет терять энергии не больше чем положено.

Стоимость утепления стены выше чем стоимость утепления перекрытия. Поэтому в СНиП и заложена гораздо меньшее сопротивление теплопередаче стены, — для нее, к примеру, потребуется толщина утеплителя 10 см, а для чердачного перекрытия — 18 см.

Что еще влияет на общие теплопотери

На энергопотери дома влияет количество этажей, и его форма, т.е. количество углов.
Через стены уходит тепла больше, они меньше утеплены, продуваемость ветром с ростом высоты увеличивается. Поэтому двухэтажный дом будет терять на 10% тепла больше чем одноэтажный такой же площади.

Каждый угол — место повышенной утечки тепла. Форма простого четырехугольного (прямуоугльного) дома более энергосберегающая. Потери тепла такого дома окажутся примерно на 3,5% меньше чем у дома сложной формы.

Но с дополнительными элементами, такими как поддерживающие колонны, балконы, ниши, арки… теплопотери дома могут быть значительно больше. Их нужно компенсировать другими теплосберегающими мероприятиями, чтобы общие теплопотери не оказались выше нормативных.

Как экономится тепло в энергосберегающем доме

Также на энергосберегежение дома существенно влияют следующие моменты.
Окна, даже самые энергосберегающие, все равно будут давать утечку тепла из дома в разы больше чем утепленные стены, в которых они установлены. Большая площадь застекления может значительно увеличить потери тепла. Почему «может»?

Окна являются также и конструкцией, через которую может поступать в дом значительное количество тепла. Большие окна с южной стороны в южных регионах, практически компенсируют потери тепла через себя. В северных регионах — нет.

Но вместе с тем, расположение окон с южной стороны летом требует их затенения снаружи, например лиственными деревьями (зимой опадают), или же рольставнями снаружи, в крайнем случае — значительного кондиционирования, что нивелирует получение тепла зимой.

Одним из эффективных методов отопления является применение теплых полов. Это позволяет уменьшить температуру в помещении без потери ощущения комфорта на 1 — 2 градуса, что соответствует 5% экономии на энергоресурсах.

Также дополнительно возникает экономия за счет уменьшение потерь через перекрытие. При высоких потолках (более 2,8 метра) экономия с теплыми полами достигается очень значительная — 25 — 30%.

Дополнительная экономичность на эффективном отоплении для энергосберегающиего дома — применение конденсационного котла — до 5% топлива.

Как видим построить энергосберегающий дом — нет проблем. Нужно лишь достаточно серьезно отнестись к этому вопросу, и в первую очередь обговорить все нюансы с проектировщиками, на стадии проектирования….