Строительство энергоэффективного дома с энергосберегающими технологиями

ПРИМЕНЕНИЕ МИРОВОГО ОПЫТА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИЛЫХ КОМПЛЕКСОВ В РОССИИ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Шеина С.Г., Федяева П.В., Черникова А.А.

В статье рассмотрена важность применения энергосберегающих и энергоэффективных технологий, с целью устойчивого развития территории страны. Представлены примеры реализации энергоэффективных жилых комплексов в странах Европы, а также опыт применения данных технологий на территории России.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Шеина С.Г., Федяева П.В., Черникова А.А.

APPLICATION OF WORLD EXPERIENCE IN THE CONSTRUCTION OF ENERGY-EFFICIENT RESIDENTIAL COMPLEXES IN RUSSIA

The article discusses the importance of using energy-saving and energy-efficient technologies for the purpose of sustainable development of the country’s territory. Examples of the introduction of energy-efficient residential complexes in Europe, as well as the experience of using these technologies in Russia are presented.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ МИРОВОГО ОПЫТА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИЛЫХ КОМПЛЕКСОВ В РОССИИ»

Применение мирового опыта при строительстве энергоэффективных жилых комплексов в России

С.Г. Шеина, П.В. Федяева, А.А. Черникова

Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону

Аннотация: В статье рассмотрена важность применения энергосберегающих и энергоэффективных технологий с целью устойчивого развития территории страны. Представлены примеры реализации энергоэффективных жилых комплексов в странах Европы, а также опыт применения данных технологий на территории России. Ключевые слова: энергоэффективность, энергосберегающие технологии, строительство, мировой опыт, энергосбережение, жилой дом, ресурс, сокращение расхода, энергия.

С каждым годом вопрос использования энергоэффективных технологий в строительстве зданий становится более актуальным. Это связано с истощением невозобновляемых ресурсов. Исправить данную проблему позволит внедрение в строительство энергоэффективных или «зеленых» технологий. Строительство энергоэффективных домов и зданий позволит уменьшить потребление невозобновляемых ресурсов, а также сократит выбросы парниковых газов в атмосферу.

Вопрос энергоэффективности и зеленых технологий еще с самого начала нового тысячелетия стал одним из основных вопросов, стоявших перед обществом. Особенно актуальной данная проблема стала в последние десятилетия. В частности, решение проблем энергоэффективности напрямую относится к сфере недвижимости, а именно – строительства. Источники указывают, что порядка 40% от мирового потребления энергии приходится на строительную отрасль, а в России на строительство тратится примерно 40-45% всей вырабатываемой энергии [1].

С ростом человеческой популяции, возрастает и количество построенных зданий. Такая тенденция может привести к тому, что около половины углеродного следа, который выделяется в процессе жизнедеятельности человечества, в ближайшие десятилетия будет приходиться на сферу недвижимости [2].

Энергоэффективность в строительстве распространяется на каждую часть процесса, от используемого оборудования до приборов, установленных в новом здании. Застройщикам необходимо учитывать множество факторов при строительстве энергоэффективных домов или коммерческих зданий на каждом этапе. Энергоэффективность может применяться к:

• Потребности в топливе;

• Местоположению нового дома или коммерческого здания;

• Системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

В результате роста затрат на электроэнергию и ужесточения

экологических норм, проектировщики разрабатывают энергоэффективные проекты. Аналогичным образом, производители материалов ищут способы повышения энергоэффективности своих материалов [3].

Например, светоизлучающие диоды (светодиоды) стали популярными и являются в шесть-семь раз более энергоэффективными, чем обычные лампочки. Светодиоды позволяют сократить потребление энергии более чем на 80%. Они также служат в 25 раз дольше, чем обычные лампочки [4].

Чтобы здание было более энергоэффективным, следует придерживаться трех основных подходов. Каждый из них оказывает свой положительный эффект, но сочетание всех трех подходов является более энергоэффективным [5]. Тремя основными способами, с помощью которых специалисты по строительству зданий могут повысить энергоэффективность, являются:

1) Использование передовых конструкций и строительных технологий, которые снижают потребление энергии на отопление, охлаждение, вентиляцию и освещение;

2) Модернизация зданий и замена оборудования энергосберегающими устройствами;

3) Автоматизация различных систем энергоснабжения.

Опытные архитекторы и проектировщики понимают, что каждый компонент здания влияет на другие части конструкции. В связи с этим выделяют следующие архитектурно-планировочные решения для здания, которые позволяют повысить его энергоэффективность [6]:

Ориентация здания. В данном случае архитекторы могут в полной мере использовать расположение здания. Они разрабатывают проект так, чтобы здание было выгодно расположено по отношению к солнцу и ветру, а не против них. Это связано с тем, что при такой планировке, здания остаются теплыми зимой и не перегреваются летом. Такой способ учитывает особенности естественного климата.

Ограждающие конструкции здания. Ограждающие конструкции здания – это его каркас и облицовка. Облицовка – это дополнительный слой снаружи здания. Эти компоненты удерживают тепло либо внутри, либо снаружи, в зависимости от климата. Компоненты облицовки включают непосредственно наружную облицовку, воздушный барьер, пароизоляцию и изоляцию, которые обладают энергоэффективными свойствами.

Окна и двери. Высокотехнологичные окна и двери являются одними из лучших достижений в области энергосбережения. Только технология стекла обеспечивает изоляцию. Современные двери практически не пропускают сквозняки и обладают отличными показателями изоляции, что означает, что потребители могут сдерживать больше тепла в помещении. Помимо прочего, большая часть тепла уходит через окна, поэтому необходимо уделять больше внимания утеплению оконных проемов.

Механические системы. Данный пункт затрагивает каждый компонент коммерческого здания, включая систему кондиционирования воздуха. Энергосберегающие печи и кондиционеры используют компьютеризированное управление для точного регулирования температуры. В совокупности эти новые механические системы снижают затраты на отопление и охлаждение.

В странах Европы и Америки применение энергоэффективных технологий является более распространённым, что позволяет судить о их многолетнем опыте в данной сфере. Опираясь на опыт других стран, можно адаптировать применяемые ими технологии для строительства жилых комплексов на территории нашей страны.

Впервые о сохранности ресурсов задумались в США, ведь именно там в 1972 году был реализован первый проект, в котором применялись энергоэффективные технологии (рис. 1).

Его особенность заключается в том, что оно имеет кубическую форму и окна не занимают более 10% площади стены. Такое архитектурное решение было принято с целью сохранности тепла в помещении и увеличения степени инсоляции, что позволит потреблять меньшее количество электроэнергии [7].

Рис. 1. – Первое энергоэффективное офисное здание [8].

В 1979 году в Финляндии был построен многоэтажный жилой дом с применением энергосберегающих технологий, а именно:

• Теплоизоляцией внешней оболочки здания;

• Большим количеством окон, для обеспечения хорошей инсоляции;

• С системой, обеспечивающей автоматическое управление вентиляцией и освещением, что позволяет оптимизировать учет потребления энергии;

• С использованием трехслойного стеклопакета, который работает, как солнечные коллекторы.

Рис. 2. – Энергоэффективный дом в Финляндии [9]. На те времена данное здание сберегало порядка 50% энергии, в сравнении с другими зданиями Финляндии. Данные о потреблении тепловой энергии представлены на графиках далее (Рис.3,4).

2 СЕКЦИЯ ДОМА, 1979 Г.

1 СЕКЦИЯ ДОМА, 1973 Г.

0 50 100 150 200 250 300 350

Рис. 3. – Сравнение ежегодного удельного потребления тепловой энергии в

разных странах и энергосберегающего дома, кВТ*ч/м

■ Подогрев приточного воздуха

Теплопотери за счет негерметичности

Рис. 4. – Структура расхода тепловой энергии здания.

Строительство энергоэффективных домов продолжается до сих пор, и с каждым годом данная сфера совершенствуется. Так, в 1994 году, во Фрайбурге, Германия был построен дом, генерирующий энергию. Данное здание уникально тем, что вырабатывает энергии в пять раз больше, чем потребляет. Такой эффект достигается за счет солнечных панелей, установленных на крыше дома, которые занимают площадь в 54 м2. Также этот дом оборудован специальными резервуарами для сбора дождевой воды, которая в последующем разделяется на водород и кислород при помощи электролиза [9].

С 2012 года в Китае, Гонконг строятся дома, спроектированные таким образом, чтобы сократить потребление электроэнергии от общих сетей. На крышах таких домов установлены солнечные батареи, а само здание по периметру практически полностью остеклено.

На территории России тоже имеются примеры строительства зданий с применением энергосберегающих и энергоэффективных технологий.

Так, с 2010 года, в северном районе Хабаровска, успешно функционирует жилой дом, оборудованный современными энергосберегающими технологиями.

Конструкция данного здания выполнена из «сэндвич»- панелей, которые позволяют снизить энергопотребление. Также установлены окна с деревянными рамами и встроенными жалюзи, что позволяет регулировать уровень инсоляции в помещении. Помимо вышеперечисленного, здание жилого дома оборудовано рекуператорами и системой отопления из медных труб со стальными радиаторами, оснащенными термостатными клапанами, что позволяет регулировать степень отопления помещений.

Во время летнего сезона, в дом подается горячая вода из гелиосистемы, установленной на крыше здания и состоящей из девяти солнечных коллекторов, обвязанных по параллельно-последовательной схеме, что увеличивает эффективность их работы на 30% [10].

В Москве в 2005 году был построен восемнадцатиэтажный жилой дом, ограждающие конструкции которого монолитные, с утеплителем и кирпичной облицовкой. Оконные проемы данного здания заполнены двухкамерными стеклопакетами в металлопластиковых переплетах.

Многоэтажный жилой дом оснащен системой горизонтального отопления, которая обладает рядом преимуществ, в сравнении с вертикальной разводкой труб.

Основной особенностью данного многоэтажного жилого здания является система вентиляции помещений. Она устроена таким образом, что воздухообмен осуществляется практически из каждой квартиры на улицу. В холодное время года, поступающий в систему вентиляции холодный воздух фильтруется и прогревается до необходимой температуры, после чего подается в квартиру. Благодаря таким системам, достигается экономия теплопотребления. Так, данное жилое здание экономит теплоту на отопление и вентиляцию, порядка 43% [10].

В нашей стране в сферу строительства начинают постепенно внедряться энергоэффективные технологии и материалы при возведении

жилых комплексов. В данной сфере, ярким примером может послужить опыт реализации таких проектов в странах Европы, где строительство энергоэффективных зданий продолжается уже несколько десятков лет и позволяет европейским странам сокращать использование невозобновляемых ресурсов. Именно европейский опыт и изучение проектов «зеленых» зданий способно качественно реализовать применение зеленых технологий на территории России.

1. Шубин И.Л., Спиридонов А.В. Проблемы энергосбережения в российской строительной отрасли // Энергосбережение, 2013, №1. URL: abok.ru/for_spec/articles.php? nid=5446

2. Sheina S.G., Minenko E.N. and Sakovskaya K.A. Complex Assessment of Resource-Saving Solutions Efficiency for Residential Buildings Based on Sustainability Theory// MATEC Web of Conferences – International Conference on Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2017). 2017. Vol. 129. Modern-Number of article 05020 (2018).

3. Смородин С.Н., Белорусов В.Н., Лакомкин В.Ю. Методы энергосбережения в энергетических, технологических установках и строительстве. Санкт-Петербург, 2014. 99 с.

4. Голованова Л.А., Блюм Е.Д. Энергоэффективные строительные конструкции и технологии // Ученые заметки ТОГУ, 2014, № 4. URL: ejournal.pnu.edu.ru/media/ejournal/articles-2014/TGU_5_156.pdf

5. Энергосберегающие технологии в России и за рубежом // Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы // URL: stroi.mos.ru/builder_science/energosberegauschie-tehnologii-v-rossii-i-za-rubezhom

6.Шеина С.Г., Грачев К.С. Лучшие европейские практики для внедрения возобновляемых источников энергии в РФ // Инженерный вестник Дона. 2019. №5. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N5y2019/5993

7. Яковлев А.С., Барышева Г.А. Энергоэффективность и энергосбережение в России на фоне опыта зарубежных стран // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 231. № 6. С. 25-30.

8.Шеина С.Г., Миненко Е.Н. Зеленое строительство как основа устойчивого развития городских территорий // Недвижимость: экономика, управление. 2015. № 2. С. 55-60.

9. Первый энергоэффективный дом // Русский стиль. URL: cbrussianstyle.com/blog/engineer/223-pervyj-energoeffektivnyj-dom-i-subsidii

10. Обзор зарубежных энергоэффективных зданий // С.О.К. URL: c-o-k.ru/review/samye-izvestnye-v-mire-energoeffektivnye-zdaniya

11. Наумов А.Л., Капко Д.В., Судьина О.С. Энергоэффективность, стоимость жизненного цикла и зеленые стандарты цикла // АВОК. 2015. №5. С. 22-31.

1. Shubin I.L., Spiridonov A.V. Energosberezhenie. 2013. №1. URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5446

2. Sheina S.G., Minenko E.N., Sakovskaya K.A. MATEC Web of Conferences – International Conference on Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2017). 2017. Vol. 129. Modern-Number of article 05020 (2018).

3. Smorodin S.N., Belorusov V.N., Lakomkin V.Ju. Metody jenergosberezhenija v jenergeticheskih, tehnologicheskih ustanovkah i stroitel’stve [Methods of energy saving in energy, technological installations and construction]. Sankt-Peterburg. 2014. pp. 99.

4. Golovanova L.A., Bljum E.D. Jenergojeffektivnye stroitel’nye konstrukcii i tehnologii [Energy-efficient building structures and technologies]. 2014. URL: ejournal.pnu.edu.ru/media/ejournal/articles-2014/TGU_5_156.pdf

5. Jenergosberegajushhie tehnologii v Rossii i za rubezhom [Energy-saving technologies in Russia and abroad]. URL: stroi.mos.ru/builder_science/energosberegauschie-tehnologii-v-rossii-i-za-rubezhom

6. Sheina S.G., Grachev K.S. Inzhenernyj vestnik Dona. 2019. №5. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n5y2019/5993.

7. Yakovlev A.S., Barysheva G.A. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. 2012. T. 231. № 6. pp. 25-30.

8. Sheina S.G., Minenko Ye.N. Nedvizhimost’: ekonomika, upravleniye. 2015. № 2, pp. 55-60.

9. Pervyy energoeffektivnyy dom Russkij stil’ [Russian style]. URL: cbrussianstyle.com/blog/engineer/223-pervyj-energoeffektivnyj-dom-i-subsidii

10. Obzor zarubezhnykh energoeffektivnykh zdaniy S.O.K. [P.H.A.]. URL: c-o-k.ru/review/samye-izvestnye-v-mire-energoeffektivnye-zdaniya

11. Naumov A.L., Kapko D.V., Sud’ina O.S. Energoeffektivnost’, stoimost’ zhiznennogo tsikla i zelenyye standarty tsikla. AVOK. 2015. №5. pp. 22-31.

Энергоэффективные дома: что это такое и стоит ли их строить в России?

Если переиначить известную поговорку, то получится «Что немцу хорошо, то русскому. » И в данном случае ее можно было бы закончить так: «. и русскому тоже». Ведь технология строительства домов с минимальным энергопотреблением пришла к нам именно из Германии и становится в России все более популярной. Что же она собой представляет и из каких компонентов состоит энергоэффективный дом?

История энергоэффективного дома

Интерес к энергоэффективным домам возник после мирового энергетического кризиса 1974 г. Ученые подсчитали, что при существующих темпах использования угля, газа и нефти уже через 50 лет природные источники энергии могут иссякнуть. Тогда началась работа над проектами, способными снизить темпы энергопотребления, в том числе и в жилищном строительстве. В начале 80-х гг. специалисты Международной энергетической конференции ООН (МИРЭК) пришли к выводу о том, что современные здания обладают огромными резервами в плане повышения их энергоэффективности. Родилась идея проектирования и строительства энергоэффективных, а после удачных экспериментов — и пассивных домов, которые, с одной стороны, потребляли бы минимум энергии от внешних источников, а с другой — оказывали бы минимальное вредное воздействие на окружающую среду.

В середине 90-х гг. прошлого века в немецком городе Дармштадте был основан «Институт пассивного дома». Его специалисты разработали основные положения, касающиеся проектирования и строительства пассивных зданий. Первый такой дом в истории Германии был построен в 1991 г. при поддержке Министерства экономики федеральной земли Гессен в г. Дармштадте, район Кранихштайн. Авторы архитектурной части проекта — архитекторы Ботт-Риддер и Вестермауер. Подготовкой и реализацией проекта руководил доктор Вольфганг Файст. С октября 1991 г. в этом здании проживают четыре семьи. Оно нуждается в очень незначительном количестве тепла: расход на отопление составляет меньше 1 л жидкого топлива в год на 1 м² отапливаемой площади.

Что такое энергоэффективный дом?

Скажем сразу, что абсолютно точного и единого значения термина «энергоэффективный» не существует. Скорее всего, он сугубо отечественный и родился из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», где одним из ключевых понятий является словосочетание «энергетическая эффективность». Энергетическую эффективность зданий устанавливают в соответствии с классификацией, данной в этом документе. Согласно ей, дома делятся на пять классов (А, В, С, Д, Е) в зависимости от величины отклонения фактического значения нормативного показателя от расчетного. Общепринято, что энергоэффективным считается здание, соответствующее классу энергетической эффективности «А» и выше.

Если суммировать все, что написано об энергоэффективном доме, то можно сказать, что это более широкое понятие, обозначающее тенденцию к экономии ресурсов, потребляемых зданием. Энергоэффективные дома могут быть построены по различным технологиям, но основным принципом проектирования таких объектов неизбежно будет использование всех возможностей сохранения в них тепла с целью максимального снижения энергозатрат.

В чем разница между пассивным и активным домами?

По принятой в Европе классификации различают дома низкого и ультранизкого теплопотребления, пассивные, а также с нулевым энергопотреблением и с положительным энергобалансом.

Пассивный дом — это «классика жанра». Значение нормативного показателя для него, рассчитываемое согласно «Пакету проектирования пассивного дома» (PHPP), должно быть не более 15 кВт∙ч/м². Во-вторых, общий расход первичной энергии всеми бытовыми приборами и оборудованием на отопление, горячее водоснабжение и электропотребление не должен превышать 120 кВт∙ч/м² за год. Забегая вперед, отметим, что это лишь критерии, помогающие отнести дом к одному из перечисленных в европейской классификации типов. Главной особенностью пассивного дома, отличающей его от традиционного, является принципиально иной подход к проектированию и строительству.

Некоторые отечественные компании-застройщики, понимая перспективность энергоэффективного строительства, поспешили назвать свои новые объекты пассивными. Но на самом деле это не так. Ни один из домов, возведенных в России по технологии пассивного дома, не является в чистом виде таковым. По одной простой причине — не достигнуты показатели, указанные выше. Эти здания следует называть домами с ультранизким или низким теплопотреблением.

Нормативный показатель для дома с ультранизким теплопотреблением составляет от 16 до 35 кВт∙ч/м², с низким — 36–50 кВт∙ч/м²

Приводя выше европейскую классификацию, мы упомянули дома с нулевым энергопотреблением и с положительным энергобалансом. Первые за год вырабатывают столько энергии, сколько потребляют. Вторые вырабатывают больше, чем потребляют, и продают излишки в сеть. Каким же образом это происходит? В таких зданиях обязательно смонтирована автономная солнечная энергосистема, состоящая из фотогальванических панелей и инверторного источника электроэнергии.

Объекты подключены к городской электросети, и, когда вырабатываемая солнечными батареями энергия хозяевами не расходуется (часть утренних часов и день), она поступает в городскую сеть. Когда же собственной энергии не хватает, используется электроэнергия из сети. Таким образом, дом выходит на нулевое электропотребление.

Если автономная система электроснабжения дома позволяет вырабатывать больше энергии, чем он потребляет, это здание обладает положительным энергобалансом. Подобных объектов в мире единицы, и в климате средней полосы России мечтать построить такой дом — это нечто из области фантастики.

Сохранить тепло: как строят дома по энергоэффективным технологиям

Строительство — одна из самых перспективных отраслей в сфере применения принципов устойчивого развития (ESG). В мире активно развивается так называемое зеленое строительство, а технологии с приставкой «эко» все чаще применяются девелоперами при возведении современных жилых объектов, а также офисных и торговых помещений.

В массовом сегменте зеленые технологии пока ограничиваются вопросами энергоэффективности, но все больше покупателей начинают обращать внимание на различные экотехнологии. К ним относится строительство энергоэффективных теплых домов, которые позволяют лучше сохранять тепло и уменьшить потребление энергии на обогрев дома.

Что такое энергопассивный дом

Термином «энергопассивный дом» обозначают жилое строение, теплоэффективность которого с учетом потерь тепла через пол, стены, потолок, двери и окна на 30% выше, чем у стандартных коттеджей. Уже на этапе подготовки проекта энергоэффективного дома следует стремиться к минимальным потерям тепла во всех этих составляющих здания. Так достигается баланс между выгодой в эксплуатации и специальным дополнительным утеплением.

Эксперты в статье:

• Сергей Безбородов, президент строительной компании Qtec;
• Илья Бузик, руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект»;
• Станислав Лобанов, директор по маркетингу управления недвижимости компании Millhouse;
• Олег Новосад, директор департамента загородной недвижимости компании «Инком-Недвижимость».

Энергопассивными считаются дома, в которых энергия для поддержания здорового климата в помещении снижена до максимально низкого уровня. Такие здания практически энергонезависимы. Тепловые потери пассивного дома составляют менее 15 кВт⋅час на 1 кв. м в год. При этом в обычных домах на обогрев тратится до 300 кВт⋅час на 1 кв. м в год, поясняет руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект» Илья Бузик.

Считается, что энергопассивные дома — самые совершенные с точки зрения комфорта внутреннего климата помещений. При их строительстве применяются современные строительные материалы и конструкции и новейшее инженерное оборудование. «Но у таких домов есть два минуса — высокая себестоимость и очень небольшое число проектировщиков и строителей, которые владеют всеми нужными технологиями. Технологических решений в России пока мало, так как из-за дороговизны этим не занимаются и необходимые компетенции у специалистов отсутствуют», — замечает директор департамента загородной недвижимости компании «Инком-Недвижимость» Олег Новосад.

«Энегропассивный дом предполагает наличие надежной теплоизоляции и системы вентиляции с рекуперацией, продуманное расположение окон и их высокую сопротивляемость температурным воздействиям, воздухонепроницаемость и проектирование без тепловых мостов», — говорит директор по маркетингу управления недвижимости компании Millhouse Станислав Лобанов.

Покупатели больше заботятся об энергоэффективности

Сергей Безбородов, президент строительной компании Qtec:

— За энергоэффективностью будущее не только в строительстве. Конечно, технологии по типу солнечных батарей, автономного водоснабжения, повторной очистки воды пока нельзя назвать типовыми. Но уже сейчас рынок начинает смотреть в будущее, принимать зеленые тренды. Покупатели вне зависимости от класса дома больше заботятся об энергоэффективности, понимают, что сложные в реализации решения в итоге быстро окупаются и приводят к значительной экономии на энергоресурсах.

В линейке загородных домов Q House мы используем утепленную шведскую плиту в качестве фундамента. Это монолитная бетонная плита с дополнительным слоем утеплителя, встроенным водяным теплым полом и инженерными коммуникациями. Использование этого фундамента позволит покупателям сэкономить до 40% на отоплении, так как весь первый этаж сможет отапливаться теплым полом без использования радиаторов. Стены возводятся из газоблока, кровельное покрытие — мембрана ПВХ. Оба материала дышащие, обладающие повышенной паропроницаемостью. То есть дом сохраняет максимум тепла, при этом воздух в нем не застаивается, микроклимат остается комфортным даже в жаркое время года.

Уже на этапе подготовки проекта энергоэффективного пассивного дома следует стремиться к созданию минимальных потерь тепла сразу во всех этих составляющих здания (Фото: «Инком-Недвижимость»)

Что такое энергопассивный дом

Строительство энергопассивного дома предполагает некоторый план действий еще на стадии проектирования. Нужно учесть использование солнечной энергии, максимальную естественную инсоляцию здания, сделать упор на внутренние источники тепла и рекуперацию. В теплое время года использование кондиционера минимизируется за счет затенения зданий, использования зеленых насаждений в качестве естественного барьера. Также важно соблюдение принципов зонирования территории, правильной геометрии здания и ориентации по сторонам света.

Особенности строительства

Часто под энергопассивным и экологичным домом подразумеваются здания, построенные из традиционных природных материалов или переработанных отходов — газобетона, дерева, камня, кирпича, хотя каменные дома холодные, а некоторые современные утеплители не являются природными материалами. В последнее время стали появляться энергопассивные дома из продуктов переработки неорганического мусора — бетона, стекла и металла. В Германии построены заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий.

Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется высокоэффективная наружная теплоизоляция ограждающих поверхностей.

Снаружи дом герметичен — окна не должны открываться. Крыша в таких домах, как правило, плоская, с белым покрытием для отражения солнечного света летом. Внутри же, напротив, материал должен быть открыт, накапливать и отдавать тепло зимой и сохранять прохладу в летний период.

Вентиляция и проветривание в таких домах осуществляются через рекуператор (теплообменник), с отводом лишнего тепла. Нагрев воды в зимнее время производится при помощи теплового насоса, который использует тепло земли и установлен ниже глубины промерзания грунта. В энергопассивных домах часто дополнительно используют солнечные батареи, нагрев воды происходит под воздействием тепла солнца и аккумулированной электроэнергии.

Главное — герметичность

Хорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и обеспечивает приятную прохладу летом. «Использование низкоэмиссионных стекол, теплых дистанционных рамок и заполнение межстекольного пространства инертными газами (аргоном и криптоном) в стеклопакетах, а также применение многокамерных ПВХ-профилей уменьшает потери тепла через окна. Расположение окон на южном фасаде и сведение их площадей к минимуму на северном также обеспечивает экономию расхода тепла», — говорит Станислав Лобанов.

Пассивные дома должны быть герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. «Это позволяет увеличить энергоэффективность, минимизировать сквозняки и повреждения плесенью ограждающих конструкций из-за излишней влаги. Проектирование без тепловых мостов способствует равномерному распределению температуры и тоже исключает разрушения из-за влаги. Кроме того, улучшению энергоэффективности дома способствует система вентиляции с рекуперацией тепла», — говорит Илья Бузик.

При строительстве энергоэффективных пассивных домов применяются современные строительные материалы и конструкции и новейшее инженерное оборудование (Фото: «Инком-Недвижимость»)

Илья Бузик, руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект»:

— В качестве примера можно привести типовой проект энергоэффективного дома со стенами из деревянного бруса сечением 50 × 150 мм. Его каркас обшит ориентированными стружечными плитами (ОСП) в полтора раза больше по прочности, чем дерево. Пространства между плитами толщиной 150 мм заполнены, например, пожароустойчивым пеноизолом. Каркас стеклянной галереи изготовлен из фасадного алюминиевого профиля, для остекления применено самоочищающееся бактерицидное стекло толщиной 6 мм. Зеркальное покрытие стекла отражает лучи высокого летнего солнца, защищая стены от перегрева, и хорошо пропускает тепло зимнего солнца, которое ходит низко от горизонта.

В России все на начальном этапе

В России комплексный подход к рациональному использованию ресурсов находится на начальном этапе развития. Проекты, сертифицированные по западным экостандартам, только начинают появляться. Например, в Сколково строится жилая, коммерческая и социальная инфраструктура в соответствии с международными стандартами экосертификации BREEAM, Well и Fitwel.

«Затраты на возведение такого дома часто превышают обычное строительство примерно на 20% и окупаются в течение десяти лет. Пока энергопассивные дома не имеют массового спроса в России. Застройщики неохотно берут на себя ответственность за энергосбережение. Строительство энергосберегающих домов возможно только по инициативе заказчика, будущего собственника домовладения», — отмечает Олег Новосад.

Энергосберегающий дом — что это такое

Можно ли построить энергоэффективный дом в российских реалиях (и стоит ли)?

Постоянный автор Houzz, по образованию физик (окончил МИФИ), кандидат наук. Долгие годы работал в сфере производства окон, продвижения современных систем вентиляции, сейчас консультирую по любым ситуациям с конденсатом и плесенью, микроклимата и комфорта в обитаемых помещениях.

В информационном пространстве все чаще встречаются такие термины, как «нулевой», «активный» или «пассивный» дом. Так описывают жилье, затраты на содержание которого стремятся к нулю. Но возможно ли такое на самом деле: не тратиться зимой на отопление, самому обеспечивать себя электричеством и прочее? Может, это очередная модная фишка и фантазии маркетологов? Давайте разбираться.

В жизненном цикле здания стартовые вложения при строительстве — только вершина айсберга. После возведения дома последуют многолетние траты на электрическую и тепловую энергию, текущие ремонты и т.д. Можно ли сразу сделать все «по максимуму», чтобы потом платить намного меньше или не платить совсем? Архитекторы всего мира уверяют, что можно: с каждым годом строится все больше энергосберегающих домов.

Критерий: Мерой энергоэффективности принято считать удельный расход тепловой энергии на отопление за отопительный период в кВт час/кв.м. Но для дома с круглогодичным проживанием надо бы рассматривать не только отопительный период, но и весь год с учетом затрат энергии на кондиционирование / охлаждение воздуха в жару.

• Энергоэффективные — это здания с пониженным потреблением энергии на отопление. Насколько пониженным? Есть классификация зданий согласно СНиП « Тепловая защита зданий » . Здание с классом энергоэффективности выше определенного считается энергоэффективным.
• Пассивные — здания, у которых ежегодный удельный расход энергии на отопление не превышает 15 кВт час/кв.м.
• С ультранизким потреблением энергии на отопление — здания, которые за год расходуют на отопление 16 – 35 кВт час/кв.м.
• Активные — это здания с различным уровнем энергоэффективности, но с повышенным комфортом благодаря автоматическому управлению микроклиматом с помощью системы « Умный дом » и максимальному использованию энергии из возобновляемых источников (ветер, энергия Земли и Солнца). Есть примеры активных домов, которые вырабатывают энергии больше, чем потребляют. Излишки можно даже продавать.
• С нулевым энергобалансом — это здания, общее энергопотребление которых равно нулю в результате компенсации потерь за счет использования возобновляемых источников энергии.
• С положительным энергобалансом — здания, которые вырабатывают больше энергии, чем потребляют.

Кто определяет стандарты эффективности домов
В середине 1990-х в немецком городе Дармштадт был основан Институт пассивного дома. Его экспертам принадлежат основные разработки в сфере строительства энергоэффективных зданий. Они же определили и стандарт, согласно которому теплопотери на таких объектах не должны превышать 15 – 25 кВт час на 1 кв.м отапливаемой площади в год. Например, для обычного кирпичного дома нормой считается 200 – 300 кВт в час на «квадрат».

Добиться показателей энергоэффективного дома одним лишь качеством теплоизоляции невозможно. Пассивный дом отличается от обычного всем: особые требования предъявляются к его конструктивным особенностям, качеству окон и дверей, инженерному оснащению. Например, вместо традиционных источников энергоснабжения предлагается использовать альтернативные: солнечные батареи или же системы, которые черпают тепло из недр земли. Есть немало экспериментальных проектов, в которых эти идеи в той или иной степени реализованы.

Пять ключевых принципов в концепции пассивного дома:

1. Надежная теплоизоляция
Хорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и приятную прохладу летом.

2. Особое внимание — окнам
Окна для энергоэффективного дома должны соответствовать двум условиям. Во-первых, это максимально высокое сопротивление теплопередаче. Такое возможно при использовании низкоэмиссионных стекол, « теплых » дистанционных рамок и заполнении межстекольного пространства в стеклопакетах инертными газами (аргон и криптон), применении многокамерных ПВХ-профилей.

Во-вторых, грамотное расположение. Поскольку окна являются каналами как потерь тепла, так и поступления, рекомендуется ставить их на южном фасаде здания, а на северном свести площадь остекления к минимуму. Посмотрите на схему выше: именно так должен падать свет в пассивном доме.

3. Вентиляция с рекуперацией
Системы вентиляции в пассивном доме обеспечивают энергоэффективность благодаря рекуперации тепла.

4. Воздухонепроницаемость
Пассивные дома проектируются герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. Это позволяет увеличить энергоэффективность и минимизировать сквозняки и повреждения ограждающих конструкций из-за излишней влаги.

Да, про « дыхание дерева » в плане вентиляции в таких домах лучше забыть.

5. Проектирование без тепловых мостов
Предотвращение тепловых мостов, слабых мест в оболочке здания способствует равномерному распределению температуры, исключает разрушения из-за влаги и улучшает энергоэффективность.

Все пять принципов можно измерить количественно, и часто эти цифры в несколько раз превосходят требования современных норм для массового строительства.

Если говорить об удельных величинах потерь тепла на единицу площади или объема здания, то лучший вариант энергосберегающего дома — это шар: у него минимальное соотношение площади оболочки к объему. К тому же построить его можно из вполне доступных материалов.

Другой хороший вариант для энергоэффективного дома — возвести его в форме куба. Отсутствие наружных углов и выступов на фасаде позволяет минимизировать теплопотери даже в условиях сурового климата.

Пример с фото: энергоэффективный дом построен в Новосибирске и мало соответствует традиционным представлениям о жилье в условиях местного резко континентального климата . Однако по-европейски плоская крыша и панорамные окна в пол хорошо вписались в сибирский климат.

«Разуклонку кровли мы не делали, — рассказывает хозяин дома, — зато крышу сделали с заниженным парапетом, образующим углубление 40 см при норме в метр. Поэтому, несмотря на двух с половиной метровые сугробы вокруг дома, ветер выдувает снег с плоской крыши. В результате плиты перекрытия не перегружаются снегом». Кровля дома хорошо утеплена: кровельный пирог состоит из слоя пароизоляции, утеплителя (экструдированного полистирола толщиной 200 мм) и гидроизоляции из полимерной мембраны

О ПРОЕКТЕ С ФОТО…
Личный опыт: Энергоэффективный дом в Новосибирске

Пример с фото: личный дом архитектора Ольги Макаровой в Новой Москве построен с элементами пассивного дома . Он возведен из кирпича, внутри утеплитель Rockwool , по фасаду — облицовочный кирпич. «Из-за того, что есть расстояние между кирпичом и утеплителем, дом получился очень теплым», — рассказывает мама хозяйки. Кроме того, дом правильно ориентирован по солнцу. А с текла со светоотражающей пленкой задерживают часть УФ-лучей и при этом сохраняют тепло

Пример с фото: энергоэффективный дом в Подмосковье, где вместо привычных бетонных или деревянных стен — стекла, а на первом этаже нет ни единого обогревателя, кроме теплого пола. И при этом в доме (по словам хозяев) никогда не бывает холодно. Все дело в усиленных стеклопакетах толщиной 40 мм и закаленном стекле триплекс, из которого изготовлены порталы. Внутри — энергосберегающий слой, на полу — керамогранит, отличный теплопроводник. Поэтому помещение прогревается очень быстро

Пассивный дом в 16 этажей — так тоже можно?
Чаще всего энергосберегающие технологии используют в частных домах. А можно ли сделать пассивным многоэтажный жилой дом? Да, можно. Но сразу оговоримся: смысл есть только для тех, кто платит за тепло « по индивидуальному счетчику» и понимает цену экономии. Если в вашей квитанции отопление рассчитывается по нормативам — нет смысла даже поднимать вопрос на собрании собственников.

Во что выльется переделка обычного дома в энергоэффективный? Чтобы понять, с чем именно придется бороться, давайте разберемся с потерями. Куда именно расходуется тепло из обычного многоэтажного жилого дом?

Автор схемы теплопотерь и теплопоступлений на фото выше — заведующий кафедрой « Городское строительство и хозяйство » одного из сибирских вузов, строительный эксперт. На примере конкретного жилого дома он показывает, сколько тепла теряется через окна и стены, сколько (почти половина общих потерь) — на подогреве вентиляционного воздуха в нормативном объеме, каковы солнечные и бытовые теплопоступления (в сумме они компенсируют потери через стены). Дом построен по нормам второго этапа по энергосбережению в соответствии с градусо-сутками отопительного периода (ГСОП) Омска. Горячее водоснабжение и потребление электроэнергии здесь не учтены.

А диаграммы слева взяты из статьи руководителя Центра энергосбережения и эффективного использования нетрадиционных источников энергии в строительном комплексе Москвы ГУП « НИИМосстрой » , доктора технических наук Г.П. Васильева.

Здесь изображена структура тепловых и энергетических потерь современного серийного жилого дома П-44. После повышения уровня сопротивления теплопередаче стен до 3 – 4 кв.м град/Вт и окон до 0,5 – 0,6 кв.м град/Вт основной ресурс энергосбережения связан не с дальнейшим утеплением оболочки здания, а с инженерными системами — вентиляции и горячего водоснабжения. Речь идет об утилизации тепла вытяжного воздуха и канализационных стоков.

Получается, даже типовая многоэтажка может приблизиться к пассивному дому. Достаточно просто снизить теплопотери. Как это сделать?

Снижение теплопотерь за счет вентиляции
Есть заблуждение: дескать, снизить вентиляционные тепловые потери можно только за счет теплообмена между приточным и удаляемым воздухом с помощью пластинчатых или роторных рекуператоров. Это не так.

Существует адаптивная вентиляция по реальной потребности, где эффект экономии построен на том, что реально жилые помещения заселены далеко не всегда (люди уходят на работу, дети в школу и т.д.). В пустующих помещениях можно снизить расчетный воздухообмен в разы — без ущерба для качества воздуха.

На фото: автоматическая вытяжная решетка фирмы « Аэрэко » с индикаторами присутствия человека

Делается это автоматически при постоянном мониторинге индикаторов присутствия людей в помещении (концентрация углекислого газа, летучих органических соединений, паров воды, ИК-излучения от людей). Так можно добиться экономии 30 – 50% тепла, уходящего в вытяжку. Правда, оставшийся воздух уйдет в атмосферу, будучи комнатной температуры.

Максимальный результат дает сочетание двух энергосберегающих технологий в одном приборе. С помощью датчиков углекислого газа и датчиков присутствия / движения в жилых комнатах можно снижать общий уровень вентилирования в суточном режиме, а потом использовать традиционный рекуператор (на фото — рекуператор DXR фирмы « Аэрэко » ).

КПД теплообменника системы DXR составляет 82%, а расход воздуха снижается до 50% (учет заселенности помещений). Суммарный эффект по энергосбережению достигает 92%.

Энергосберегающий дом: соблюдение энергобаланса, проектирование, принципы возведения

В большинстве регионов России отапливать дом приходится в среднем около трех сезонов, так как климат достаточно суровый. Как следствие, на отопление жилых помещений требуется достаточно много ресурсов, а значит, и немалых затрат из семейного бюджета. Энергоэффективный дом представляет собой жилое строение, теплоэффективность которого (потери тепла через пол, стены, потолок, двери и окна) по сравнению со стандартным коттеджем улучшена на 30 и больше процентов.

Энергоэффективный дом – это не просто «термос», но и применение современных технологий Источник dach-holzbau.de

Как создать энергоэффективный дом

Перед тем, как начать подбирать материалы для утепления дома и их толщину, следует определиться с некоторыми важными исходными значениями:

1. площадь будущего дома;
2. площадь каждого фасада;
3. тип проемов для окон и их размеры;
4. объем поверхности подвалов и фундамента;
5. внутренний объем жилого помещения;
6. высота потолка;
7. вариант вентиляции – принудительная или же естественная.

Главные потери тепла в доме происходит через:

1. вентиляционные отверстия;
2. ограждающие конструкции, а именно стены, фундамент и крышу;
3. оконные проемы.

Уже на этапе подготовки проекта стоит стремиться к созданию минимальных потерь тепла сразу во всех этих составляющих дома, т.е. они должны быть аналогичными, около 33,3%. Таким образом, достигается идеальный баланс между выгодой и специальным дополнительным утеплением.

Важно! больше всего тепла из дома уходит через оконные проемы, поэтому при оформлении проекта нужно стараться построить дом так, чтобы окна находились на более солнечной стороне, прогревая стекла. Таким образом, солнечная инсоляция будет восполнять потерю теплового ресурса из дома.

Строительство экодома, как правило, обходится на порядок дороже. Обычно, это процентов 15-20, но эти затраты со временем себя оправдают. Это время – примерно в течение первого года проживания в новом доме.

Комплекс мероприятий по улучшению энергоэффективности дома:

• теплоизоляция стен – почти все варианты утепления предусматривают создание композитных стен, т.е. слоеных, где каждый слой имеет свое назначение (несущая, теплоизолирующая часть и облицовка);
• утепление потолка – все тепло поднимается вверх, поэтому утепление этой составляющей дома очень важно;
• утепление пола – холодное напольное перекрытие способствует быстрой потере тепла (использование полистирола или минеральной ваты);
• теплоизолирование оконных и дверных проемов.

Энергетический баланс

Важная характеристика эко жилья – это баланс между трансмиссионной или вентиляционной потерей тепла и его образованием вместе с энергией от солнца, обогревом и внутренними тепловыми источниками. Для его достижения важны следующие составляющие:

• компактность здания;
• теплоизоляция обогреваемой площади;
• поступление тепловой энергии от солнца, посредством выхода оконных проемов в южную сторону с отклонением до 30 градусов и отсутствию затемнения.

Чтобы снизить затраты энергетических ресурсов, следует использовать бытовую технику с высокими уровнями энергоэффективности. Идеальное пассивное жилье – это дом-термос с отсутствием отопления. Воду нагревать можно, используя солнечный коллектор или же тепловой насос.

Преимущество экодома

Энергосберегающий дом имеет ряд положительных качеств перед другими видами жилых пространств:

• экономичность – если же дом пассивный, то все затраты на электроэнергию будут находиться все на таком же низком уровне, даже если стоимость вырастет;
• повышенный уровень комфорта – чистота, приятный микроклимат и свежий воздух, все это обеспечивает специальная инженерная система;
• энергосбережение – на отопительные нужды в этих домах затраты в 10 раз меньше, по сравнению с обычными;
• польза для здоровья – отсутствует плесень, нет сквозняков, повышена влажность и постоянно свежий воздух;
• нет вреда для природы – современные энергоэффективные технологии снижают уровень выброса вредных веществ в атмосферу.

Пассивным жилым пространством считается особый стандарт энергоэффективности, которые дает возможность экологически чисто и экономно устраивать комфортность проживания, с причинением минимального вреда для экологии. При этом потребление ресурсов максимально снижено, значит, нет необходимости устанавливать отдельную систему отопления, или же размеры и мощность уже созданной достаточно малы.

Стадия проектировки дома – планирование энергоэффективности

Уже во время выбора земельного участка для строительства будущего жилого пространства следует учитывать природный ландшафт. Местность в обязательном порядке должна быть ровной и не иметь перепадов высоты. Однако, если перепады все же есть, то их можно выгодно использовать, она позволит обеспечить подачу воды, затраты на которую минимальны.

Как уже говорилось ранее, стоит выбирать более освещенную солнцем сторону, потому как его можно использовать вместо электрического. Звукоизоляция и теплоизоляция необходимо предусматривать уже тогда, когда готовится проект энергоэффективного дома, потому как экономия энергии без них просто невозможна.

Скат крыльца, кровля и козырек должны иметь оптимальную ширину, таким образом, чтобы не было тени при наличии дневного освещения, одновременно защищая фасад от дождя и перегрева. Крыша конструируется с учетом критического веса снега в зимнее время. Не забудьте организовать качественное утепление и грамотные стоки воды.

Все оборудование пассивного дома «связывается» в единую энергоэффективную систему еще на стадии проектирования Источник polestarcapital.nl

Технология создания пассивного дома

Для достижения высокого уровня экономии энергии, строительство энергоэффективных домов предполагает грамотную работу одновременно по четырем направлениям:

1. Отсутствие тепловых мостов – старайтесь избегать включений, которые проводят тепло. Для этого существует специальная программа по расчетам температурного поля, которая дает возможность обнаружить и провести анализ наличия всех неблагополучных мест всех конструкций ограждения здания, для будущей оптимизации.
2. Рекуперация тепловой энергии, механическая вентиляция и внутренняя герметизация. Нахождение и устранение ее утечек создается путем организации испытаний воздухонепроницаемости зданий.
3. Теплоизоляция должна обеспечиваться во всех внешних участках – стыковых, угловых и переходных. В таком случае коэффициент передачи тепла должен быть меньше 0,15 Вт/м2К.
4. Современные окна – низкоэмиссионные стеклопакеты, которые заполняются инертным газом.

Принципы возведения энергоэффективного дома

Основная цель создания такого жилья – это уменьшение расхода тепловой и электро энергии, особенно в знойный период. Среди основных задач:

• простая форма периметра и здания и формы кровли;
• полная герметичность;
• наращивание слоя теплоизоляции – не менее 15 см;
• ориентация в южную сторону;
• исключение «мостиков холода»;
• использование экологичных и теплых материалов;
• применение возобновляемой природной энергии;
• создание механической вентиляции, не только естественной.

Естественная вентиляция производит наибольшее количество тепловых потерь, а значит, ее эффективность очень низкая. Данная система летом вообще не функционирует, а зимой необходимо своевременно проветривать помещение.

Установка такого устройства, как рекуператор воздуха, дает возможность обогревать притекающий воздух. Она обеспечивает около 90% тепла за счет нагрева воздуха, а значит, что можно избавиться от привычных труб, котлов и радиаторов.

Как повысить энергоэффективность уже построенного деревянного дома

Такая процедура вполне реальна для жилых помещений в хорошем состоянии, т.е. если он не подлежит сносу через пару лет, то его возможно без проблем реконструировать. Уменьшение потерь тепла возможно при помощи современных технологий и материалов.

На первом этапе следует обнаружить места, где есть утечки. Это так называемые мостики холода, и именно они отнимают самую большую часть тепла во всем доме. Искать их нужно в крыше, стенах, дверных и оконных проемах. Погреб, подвал и чердачное помещение – это места, которые не стоит оставлять без внимания.

Грибок и плесень – это еще один показатель наличия мостиков холода, так как чаще всего они образуются в местах перепада температур, а значит, и появления конденсата.

Второй этап – это выбор утепляющих материалов. Они должны быть экологически безопасными и чистыми. Наиболее популярным вариантом является теплая штукатурка. Такой материал поможет эффективно справиться с различными стыками и разгерметизованными швами. Полиэтилен – еще один прекрасный утеплительный материал. Его толщина должна быть не меньше двухсот микрон и монтируется он под деревянной обшивкой.

Еще несколько понятий энергоэффективности

Говоря об экономичном доме, в статье была упомянута только тепловая энергия. Но ведь экономить можно еще и на электричестве и на воде. Чтобы сэкономить электричество, не обязательно отказывать себе во многих привычных и удобных вещах. Используйте автоматизированные и программируемые устройства, например, электронные выключатели с датчиками движения.

Экономить можно еще и на воде. Контролировать расход такого ресурса автоматически невозможно. Почаще следите за показателями счетчика на воду, сократите полив придомовых территорий, внедрите капельный и лимитированный полив при помощи специализированного клапана.

Видео описание

Наглядно про технологию энергоэффективного дома смотрите в видеоролике:

Заключение

Схема создания энергоэффективного дома достаточно проста. Главное – это планировать строительство экономного дома еще на этапе его проектирования. Но нужно помнить, что возведение такого умного дома предполагает изначально большие вложения, чем в случае со строительством обычного коттеджа. Однако, со временем все эти затраты окупятся и принесут свои плоды.

Энергоэффективный (энергосберегающий) дом: теория и практика

Проблемы истощаемости некоторых ресурсов, ухудшения экологической обстановки и постоянно растущих счетов за коммунальные услуги тесно переплетены. Особенно заметно это в частных домовладениях. Одним из вариантов решения этих проблем является возведение энергоэффективных домов. Нередко о них говорят с модной приставкой “эко”.

Энергоэффективные дома – немного терминологии

Энергоэффективный дом предполагает рациональное потребление ресурсов для поддержания в нем комфортного микроклимата. Энергопотери сводят к минимуму, а все потребляемое используют по-максимуму. Достигают этого путем грамотной прокладки коммуникаций, установки высокотехнологичного оборудования, использования теплосберегающих материалов.

Не стоит путать термины “энергоэффективность” и “энергосбережение”. Первый – качественный показатель, второй – количественный. То есть, энергосбережение дома – это потребление меньшего объема ресурсов для обеспечения прежних условий в нем.

Дом, где энергопотребление близится к нескольким процентам от средних значений в обычных зданиях, называют энергопассивным. Он практически не зависит от привычных внешних источников энергии. Приоритет отдается использованию возобновляемых ресурсов – энергии ветра, солнечному теплу.

Класс энергоэффективности жилого дома

Объемы энергопотребления в доме определяют класс его энергоэффективности. Чем он выше, тем более комфортный микроклимат формируется в жилых помещениях, тем меньше счета на оплату коммунальных услуг.

В настоящее время в России выделяют следующие классы энергоэффективности:

Определение класса энергоэффективности жилого дома происходит на основании действующих законодательных актов. В основу расчетов положено годовое потребление ресурсов в отдельном доме. Его анализируют с учетом имеющихся нормативов.

Энергоаудит могут проводить только специализированные предприятия, соответствующие требованиям федерального законодательства. Присвоенный строению класс энергоэффективности подтверждает энергопаспорт.

Основы обеспечения энергоэффективности

Добиться высоких показателей энергоэффективности позволяет отлаженная система отопления и вентиляции. Не последнюю роль играет качество теплоизоляции дома.

Если конкретнее, то стоит уделить внимание следующему:

• Выбору строительных материалов с низким показателем теплопроводности.
• Установке энергосберегающих окон.
• Хорошей теплоизоляции стен, пола, потолка. Следует предотвратить образование “мостиков холода”.
• Организации мощной приточно-вытяжной вентиляции помещений с рекуперацией.
• Эффективному использованию солнечной энергии.
• Устройству утепленного фундамента.

В результате применения эффективных технологий затраты могут быть на 15-20% больше, чем при возведении типового дома. Однако энергоэффективный вариант дешевле в эксплуатации почти на 60%.

Как построить энергопассивный дом

Чтобы сделать жилой дом энергопассивным, нужно превратить его наружные стены в теплоизолирующую оболочку. Внутри нее будет происходить качественное перераспределение тепла. Это позволит не только минимизировать энергопотребление, но и отказаться от обогревателей, кондиционеров.

Утепленный фундамент по шведским технологиям

Потери тепла через основание дома могут достигать 15%. По этой причине без теплоизоляции фундамента невозможно строительство действительно энергосберегающего дома. В России и во многих зарубежных странах ее выполняют по технологии утепленной шведской плиты (УШП).

Такая плита – это мелкозаглубленное монолитное основание из железобетона, уложенное на высокопрочный пенополистирол. Этот утеплитель выдерживает нагрузку до 20 тонн на 1м2. Его деформация при этом не превышает 2%.

На армированный слой пенополистирола укладывают водяной теплый пол. Лишь потом заливают основание бетоном. Такой “пирог” хорошо поглощает тепло из прогретого грунта летом, медленно остывает зимой.

В результате можно уменьшить количество радиаторов отопления на первом этаже дома или вовсе обойтись без них.

Строительные материалы и утеплители для стен

Один из основных критериев выбора строительных материалов для стен – показатель их теплопроводности. Чем он ниже, тем больше тепла будет сохранено в доме. Самые энергоэффективные в этом отношении материалы:

• бревна;
• ячеистый бетон; сэндвич-панели;
• керамоблоки;
• керамический кирпич.

Из утеплителей специалисты рекомендуют использовать каменную или стекловату, пенополистирол.

Широко варьировать эти материалы позволяют технологии каркасного строительства. В каркасных домах стены представляют собой “пирог” из обшивки и утеплителя. Каждый такой слой обеспечивает надежное сбережение тепла в доме.

Одна из распространенных схем утепления стен в каркасных домах:

1. Между несущими стойками закладывают слой каменной ваты толщиной не менее 20 см.
2. Обшивают каркас. Это могут быть плиты OSB или другой материал, хорошо сохраняющий тепло.
3. Поверх обшивки крепят контррейки для монтажа фасада.
4. Между контррейками укладывают еще один слой теплоизоляции в виде 5-сантиметрового слоя стекловаты.

Такие стены для самых экономичных энергопассивных домов – оптимальный вариант по соотношению цены и качества.

Особенности энергосберегающих окон

В энергопассивном доме немалую роль играет поступление тепла от солнца. Именно поэтому специалисты рекомендуют располагать большинство окон на южной стороне здания. Некоторые проекты предусматривают там строительство целых стеклянных галерей. Они играют роль тепловых буферов.

Оконные конструкции – только энергосберегающие. От типовых конструкций их отличают:

• Тройной уплотнительный контур.
• Большее количество камер в профиле.
• Низкий показатель теплопроводности – 0,6-0,7 Вт/м2К.
• Способность пропускать в помещения до 50% солнечного тепла.
• Максимальный коэффициент шумопоглощения.
• Использование аргона или криптона для заполнения пространства между стеклами.
• Наличие не менее двух стеклопакетов.
• Небольшая разница между температурой на поверхности стекла и окружающих поверхностях. Она редко превышает 4,2°C.

Энергосберегающим окнам принадлежит немалая роль в формировании комфортного микроклимата в эффективном доме. Они способствуют равномерному распределению тепла без температурной асимметрии.

Организация принудительной вентиляции с рекуперацией тепла

Система принудительной вентиляции – это не только комфортный микроклимат в доме, но и снижение теплопотерь. Наличие соответствующего оборудования позволяет отказаться от проветривания комнат путем традиционного открывания окон. При установке рекуператора (теплообменника) помещение покидает только грязный воздух, а тепло остается в доме.

На практике это выглядит следующим образом:

1. Через приточный клапан в устройство попадает холодный воздух с улицы.
2. Там он проходит через систему фильтров и попадает в теплообменник.
3. В рекуператоре холодный воздух с улицы и теплый воздух из дома движутся навстречу друг другу. Они изолированы с помощью специальной пластины, поэтому не смешиваются.
4. Благодаря разнице температур, тепло из вытяжного потока передается приточному.
5. Остывший воздух из дома выводится на улицу, а нагретый уличный проходит через еще один фильтр и поступает в комнаты.

Цикл постоянно повторяется, в результате чего тепло не покидает пределы здания.

Система отопления и ее регулировка

Отопительная система – вспомогательный инструмент, если есть герметичные окна, теплый водяной пол и качественное утепление стен. В условиях мягкой зимы дом, построенный по эффективным технологиям, может вообще обойтись без нее. Однако в большинстве регионов зимы суровые, поэтому система отопления нужна.

Из энергосберегающих вариантов на выбор представлены:

• Тепловые насосы. Позволяют получать тепло из незамерзающих слоев грунта, воздуха и воды путем их охлаждения. Затем оно передается в отопительный контур здания.
• Конденсационный газовый котел. Получение тепла происходит из конденсата, который образуется при сгорании газа.
• Инфракрасные энергосберегающие панели. За 15-20 минут до комфортной температуры нагревают предметы в помещении. Затем они в течение долгого времени отдают тепло воздуху. Для получения желаемого эффекта панели можно включать каждый час всего на 15 минут.
• Печь-камин с системой теплонакопительных колпаков.

Для рационального потребления электроэнергии отопительное оборудование оснащают разнообразными датчиками, системами контроля.

Таким образом, энергоэффективный дом не только экономичный, но и безопасный для окружающей среды, человека. Однако построить его под ключ своими руками сложно. Почти на каждом этапе работ нужно привлечение опытных мастеров.

Что такое энергосберегающий дом?

Снижение энергопотребления зданий и уменьшение антропогенного воздействия на окружающую среду — мировая тенденция последних 30 лет. В том числе она предполагает экономное использование ресурсов, например электроэнергии. Первые эксперименты по возведению зданий, расходующих меньше энергоресурсов, относятся еще к 1970 гг. Сегодня такие дома повсеместно строят в Европе, США. Что такое энергосберегающий дом? Можно ли сделать более энергоэффективным уже возведенную постройку? — отвечаем на эти вопросы, а также рассказываем о зарубежном и российском опыте эко-строительства.

Что такое энергосберегающий дом?

Энергосберегающий, энергоэффективный, пассивный или «зеленый» дом — этими терминами чаще всего обозначают постройки, спроектированные и возведенные так, что они надежно удерживают тепло внутри, при этом расходуют небольшое количество энергии. К энергосберегающим домам относят те, чьи теплопотери с 1 м 2 менее 50 кВт*ч/м 2 . У пассивного здания этот показатель не должен превышать 15 кВт*ч/м 2 . Такие результаты достигается за счет выработки комплексной концепции проектирования и строительства. Подробнее о технологиях расскажем ниже.

Первым энергоэффективным зданием принято считать дом, построенный в 1972 г. в США, штат Нью-Хэмпшир, в Манчестере. Кубическая форма здания обеспечивала минимальную поверхность внешних стен, при этом окна занимали всего 10% от общей площади. Таким образом, теплопотери значительно сократились. При этом кровля дома была плоской и светлой, благодаря чему в жаркие дни строение не перегревалось, что снижало расходы на вентиляцию.

Концепции пассивного дома с конца 1980 гг. разрабатывали в Германии. В результате в 1996 г. в Дармштадте был создан «Институт пассивного дома», занимающийся энергосберегающими технологиями.

Классы энергоэффективности

Насколько эффективно постройка расходует ресурсы (электроэнергию и тепло), показывает коэффициент энергоэффективности. Класс энергоэффективности жилого дома принято обозначать латинскими буквами от A до E. При этом нормальными считаются дома класса C.

Здания класса A++ потребляют на 60% меньше энергии, чем дома C. Здания A+ экономят 50-60% ресурсов. Постройки А на 40-50% более энергоэффективны. Хозяева домов этих классов получают льготу по налогу на имущество на три года.

Строения B+ потребляют на 30-40% меньше энергии, здания B — на 15-30%.

C+ экономят 5-15%, а вот C- расходуют на 5-15% больше электричества и тепла.

Новые дома классов D (+15-50%) и E (+50% и более) не возводят. Их необходимо реконструировать или сносить.

Отметим, что официально класс энергоэффективности не присваивается садовым домикам, а также другим объектам индивидуального жилищного строительства.

Преимущества энергосберегающих домов

Строительство энергоэффективного здания предполагает больший расход финансовых ресурсов. Траты могут увеличиться на 10-20%. Однако вложения окупятся уже к концу первого 10-летия жизни в таком доме.

Выбирая энергоэффективный дом, потенциальный владелец получает:

• полную или частичную независимость от центральных сетей (газо-, электроснабжения, водопровода);
• экономию энергоресурсов;
• комфортный микроклимат в помещениях;
• безопасность для здоровья жильцов;
• минимальное загрязнение окружающей среды.

Владельцы активных домов — тех, что вырабатывают энергию сверх потребляемого количества, — могут продавать энергоресурсы.

Особенности строительства

Строительство энергоэффективного дома начинается с выбора земельного участка. Желательно, чтобы он был плоским, без перепадов высот. Если местность все-таки холмистая, это можно использовать при проектировании и строительстве водопровода.

Не менее важный этап — выбор основного строительного материала. Могут быть использованы природные материалы, например, древесина. Не менее активно применяют материалы, изготовленные из переработанного мусора. Например, в Германии из неорганических отходов производят бетон, металл, стекло специально для строительства энергоэффективных домов.

Энергосберегающее здание должно быть компактным, его стены — плоскими, без дополнительных ниш, эркеров и т.д. Так удастся избежать лишних мостиков холода, и тепло не будет уходить наружу. Плоской и светлой должна быть кровля, благодаря чему не понадобится усиленное кондиционирование дома в летнее время.

Большая часть остекления дома должна приходиться на южную сторону. Это поможет сэкономить ресурсы для освещения комнат. Спальни хорошо располагать в восточном крыле постройки, чтобы солнечный свет «заряжал» жильцов энергией по утрам, но не мешал отдыхать вечером. Можно также использовать солнечные трубы с зеркальной внутренней поверхностью. Они проводят дневной свет с кровли в комнаты, где с помощью диффузора лучи «распыляются» по всему помещению. В северной части здания окна должны быть небольшими или отсутствовать вовсе. Хозяйственные постройки, не нуждающиеся в интенсивном освещении и отоплении, лучше размещать на северной стороне.

Пассивный дом должен быть утеплен со всех сторон — от кровли до фундамента. В результате получается герметичная постройка, не выпускающая тепло наружу. За приток свежего воздуха, как правило, отвечают специальные системы.

Теперь расскажем подробнее о технологиях, применяемых в строительстве пассивных зданий.

Энергосберегающие технологии

Повсеместное утепление. Как было сказано выше, энергоэффективный дом не должен выпускать тепло наружу. Герметичность постройки обеспечивает, в том числе, всесторонняя теплоизоляция. Чаще всего в качестве утеплителя используют минеральную вату и пенополистирол. Например, универсальные пенополистирольные плиты KNAUF Therm® Дом подходят для теплоизоляции стен, возведенных по каркасной технологии, полов, кровли. Для утепления фасада можно использовать высокоэффективные формованные плиты KNAUF Therm® Теплая стена.

Собирать теплоизоляционный «пирог» на фасадах, фундаменте рекомендуется снаружи, так точка росы переместится из стен на их внешнюю поверхность. Благодаря наружному утеплению стены в комнатах не будут отсыревать, можно будет не бояться появления плесени, грибка, различных болезнетворных микробов.

Предотвращает отсыревание и многослойность «пирога». В нем обязательно должны присутствовать гидроизоляционные, пароизоляционные пленки/составы.

Важно правильно подобрать толщину утеплителя. Она будет зависеть от климатической зоны, в которой ведется строительство. Специалисты рекомендуют использовать для энергоэффективных домов толстые слои теплоизоляционных материалов — от 20 см.

Современные окна. До 40% теплопотерь приходится на окна. Чтобы предотвратить утечку, устанавливают специальные стеклопакеты, заполненные инертным газом — его теплопроводность меньше, чем у воздуха, потому он препятствует охлаждению помещений. Используют также специальные селективные стекла, пропускающие коротковолновое излучение, но не выпускают тепловое.

Помимо этого предотвратит потери тепла тщательное утепление откосов пенополистиролом или другими современными материалами. На этапе проектирования, а затем и строительства необходимо достичь одинаковых теплопотерь через окна, ограждающие конструкции (стены, фундамент, кровлю), вентиляционные каналы.

Чтобы в летнее время избежать перегрева комнат, выходящих на юг, необходимо спланировать посадки деревьев напротив окон. Зелень будет создавать тень, обеспечивающую прохладу.

Вентиляция с рекуператором. В энергосберегающих домах применяют систему приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором. Как она работает? Нагретый воздух изнутри помещения выходит наружу, при этом оставляет в рекуператоре свое тепло. Холодный воздух с улицы обогревается этим теплом. Таким образом, в дом проникает свежесть, но не холод. С помощью рекуператора можно забирать тепло не только из воздуха, но и сточных вод, при этом одновременно нагревать воду в системах водоснабжения, отопления.

Отопление за счет солнечной энергии. На крыше энергоэффективных зданий устанавливают солнечные коллекторы. По коллектору проходит жидкость . Она нагревается за счет солнечного излучения и через теплообменник передает тепло воде, находящейся в баке-бойлере. Из бойлера вода поступает в системы отопления, водоснабжения. Если коллектор не справляется с нагревом воды до нужной температуры, можно установить в бак дополнительный электронагревательный элемент.

Для обогрева могут применяться тепловые насосы, использующие тепло из почвы или воздуха. В пассивных домах также устанавливают биореакторы. Они работают на газе, образующемся за счет переработки сельскохозяйственных отходов. Применяют также системы теплого инфракрасного пола.

Альтернативные источники энергии. К ним относятся известные многим солнечные батареи, ветрогенераторы. Помогают экономить выработанное для дома электричество светодиодные лампы, а также система «умный дом». Последняя, например, с помощью датчиков присутствия определяет, есть ли в комнате люди, и выключают свет, когда он не нужен.

Водоснабжение за счет скважины. Идеальный источник воды для коттеджа — скважина, расположенная прямо под домом и поставляющая в системы водоснабжения грунтовые воды.

Как повысить энергоэффективность готового дома?

Спроектировать и построить энергосберегающий дом проще, чем перестраивать готовое здание, однако можно повысить его эффективность.

Необходимо начать со всестороннего утепления постройки. Для этого сначала с помощью тепловизора находят мостики холода, то есть места, через которые теплый воздух покидает помещения. Мостиками холода могут быть дверные, оконные проемы, участки кровли, примыкающие к стенам, стыки фундамента и стены. Еще один показатель промерзания — плесень. Если она образовалась в углу комнаты, скорее всего, там тоже расположен мостик холода. После обследования дома «слабые места» очищают, утепляют с применением подходящих материалов.

Замена окон на более современные, описанные выше, а также использование приточной вентиляции помогут уменьшить расход энергии.

Вышеперечисленные работы можно провести как в частном загородном доме, так и в городской квартире.

Энергоэффективные дома в России

На сегодняшний день в России работает Институт пассивного дома, который занимается развитием и распространением этой технологии. Тем не менее, массовое строительство энергосберегающих зданий в нашей стране пока не развито. Застройщиков смущает увеличение трат, долгая окупаемость. Появление домов такого типа — скорее, частная инициатива. Энергоэффективные коттеджи можно встретить чаще, чем «многоэтажки», построенные по европейским экологическим стандартам.

Первый пассивный дом в России был возведен в 2011 г. Двухэтажное здание в Москве, в районе Бутово, построено с применением несъемной опалубки из вспененного полистирола и дополнительного утепления из неопора. Вслед за ним появились несколько демонстрационных жилых домов в Подмосковье, еще один образец построила ГК «Эколдолье» в Екатеринбурге.

Наиболее известный реализуемый в России проект — возведение в Сколково жилых, коммерческих и социальных построек, соответствующих международным стандартам BREEAM, Well и Fitwel.