В прошлый раз мы рассказывали про , которая используется при утеплении. Сегодня поговорим про энергосберегающие технологии для частного дома. Прежде всего, нужно понимать, что все нижеописанные меры должны предшествоваться качественным и комплексным утеплением, а уже потом экономия электроэнергии, энергоэффективное отопление и вентиляция.
Классы энергоэффективности дома
Классы энергоэффективности зданий.
Энергосберегающие технологии для частного дома повышают эффективность использования энергоносителя в любых его вариациях. Чем экономнее расходуется энергия, тем выше класс энергоэффективности дома. Эти самые классы определены строительными нормами и правилами СНИП 23-03-2003. В таблице №3 определено, что:
- новостройкам и отремонтированным зданиям присваиваются классы А, В (В+, В++), С;
- зданиям, которые уже эксплуатируются, присваиваются классы D и Е.
У каждого класса энергоэффективности дома есть предельное отклонение фактического расхода тепловой энергии на обогрев от нормативного:
- класс А – на 51 кДж/(м*С в сутки) и более ниже нормы;
- класс В – от 10 до 50 кДж/(м*С в сутки) ниже нормы;
- класс С – промежуток между превышением на 5 кДж/(м*С в сутки) и 9 кДж/(м*С в сутки) ниже нормы;
- класс D – от 6 до 75 кДж/(м*С в сутки) выше нормы;
- класс Е – выше нормы более чем на 76 кДж/(м*С в сутки).
Нормы удельного расхода тепловой энергии устанавливаются с учетом типа здания (жилье, общественное место, поликлиника или школа, административное здание) и эго этажности.
Если вы заметили в СНИПе сказано, что проведение мероприятий по утеплению или модернизации влияют на класс энергоэффективности. Например, если вы , то теплопотери станут значительно меньше. В панельных домах иногда достаточно просто уплотнить щели по одной из методик, чтобы стало гораздо теплее. Кроме наружного и внутреннего утепления стен, полов и перекрытий, сократить теплопотери можно, установив современные пластиковые окна. Их теплопроводность зависит от толщины профиля, количества камер стеклопакета, наличия напыления на стекле и газа в буферных воздушных зонах.
Создать энергосберегающий дом своими руками более чем реально, достаточно шаг за шагом отсечь нерациональное расходование энергоносителя. Концепция такого жилья заключается в экономии на электричестве, отоплении (с учетом того, что утепление уже проведено) и циркуляции воздуха. При комплексном подходе результаты не заставят себя ждать, платить по счетам придется гораздо меньше.
Экономия электричества
Светодиодные светильники — самые экономичные в своей когорте.
Начнем с самых простых и очевидных вещей – экономия электричества. Первый и основной прибор, который заслуживает внимания – это двухтарифный электрический счетчик, который отдельно считает дневную и ночную энергию. Стоимость за киловатт электроэнергии с 23 до 7 часов в четыре раза ниже, чем дневной. Естественно, что счетчик - это не энергосберегающее устройство для дома, но зато он значительно экономит средства, а это, вероятно, основная мотивация.
Реальные меры по сокращению использованных киловатт:
- электроприборы с классом энергосбережения А+ и А++;
- освещение светодиодами или люминесцентными лампами.
Негусто, правда, но это всё чего можно добиться от электрических приборов. Все остальные меры относятся к рациональному использованию энергоносителя. Например, стирать можно в холодной воде. Сейчас такие порошки, что кипячение в машинке используют только когда чистят ее от накипи. Кстати, в холодной воде накипь оседает на деталях стиралки не так сильно. Также полезно установить датчики движения в общем коридоре, на лестничной площадке, во дворе частного дома, иными словами там, где не нужно постоянное освещение.
Энергоэффективное отопление
Принцип работы теплового насоса.
Энергосбережение в частном доме рассматривать без отопления невозможно, ведь на этом реально можно сэкономить. Системы обогрева отличаются по типу энергоносителя:
- газовые;
- электрические;
- твердотопливные;
- жидкотопливные;
- тепловые насосы;
- гелиосистемы.
С газом все просто, есть и хорошо, пользуйтесь и радуйтесь жизни. Сейчас это самый выгодный метод обогрева, не требующий крупных финансовых вложений. Электрические котлы экономичными не бывают, сколько потребили энергии столько и выдали. Единственный вариант сократит расходы – это двухтарифный счетчик и теплоаккумулятор. Котел работает ночью по дешевому тарифу и заряжает теплоаккумулятор. Днем котел работает только в случае крайней необходимости. На этом элементы энергосбережения дома, отапливающегося электрическим котлом, закончились.
и печи дают уже больше вариантов для экономии. Практически все современные образцы работают по принципу дожига пиролизных газов, вследствие чего КПД возрастает до 85%, что для таких агрегатов совсем недурно. Пиролизные энергосберегающие приборы для дома на твердом топливе работают не так, как обычные агрегаты:
По трубкам в гелиосистеме циркулирует теплоноситель.
- в них топливо не горит, а тлеет;
- энергоноситель истлевает сверху вниз;
- в топке поддерживается относительно невысокая температура (около 450 градусов) и искусственно создаётся дефицит кислорода. При этих условиях начинается реакция пиролиза – выделение древесных газов;
- пиролизный газ поднимается во вторую камеру, где обогащается кислородом, в результате этого воспламеняется и выделяет тепловую энергию. Происходит вторичный дожиг.
Именно наличие второй камеры дожига является необходимым условием, чтобы газ не вылетал в трубу. При таком подходе энергоэффективность жилых домов, естественно, растет. Про мы уже рассказывали, их эффективность зависит только от качества оборудования, горелки в частности.
Тепловые насосы – системы, которые используют энергию стихий (земли, воды и ветра). Работают по принципу обычного холодильника, только в обратном направлении.
Обогрев дома получается вообще бесплатным, но нужны стартовые вложения, причем достаточно крупные. Такие системы энергосбережения для дома окупаются более 30 лет. Для высокотемпературных систем отопления тепловые насосы не годятся, так как они подогревают теплоноситель до 35–40 градусов, которых вполне достаточно для низкотемпературных систем «теплый пол».
Гелиосистемы с виду похожи на солнечные батареи, но работаю несколько иначе. Обычная солнечная батарея собирает энергию солнца и преобразует ее в электрическую энергию, а гелиосистемы нагревают теплоноситель. Есть сезонные и круглогодичные гелиосистемы, они эффективны только там, где много солнца. Обязательный элемент обогрева дома посредством гелиосистем – это буферная ёмкость (теплоаккумулятор). Про мы уже рассказывали в одной из предыдущих статей.
Энергоэффективная вентиляция
Принцип работы рекуператора воздуха.
Свежий воздух в помещении просто необходим. Об этом мало кто думает, а когда появляется головная боль, паталогическая усталость, проблемы с кожей всё списывают на экологию и стрессы и даже мысли не возникает о том, что помещение просто недостаточно проветривается. Казалось бы, все просто, нужно открыть форточку, и только. Но тут появляется проблема – теплопотери. Получается, что экономия и энергосберегающие технологии насмарку, все вылетает через форточку.
Принципы энергосберегающего дома не допускают обычного проветривания, вентиляция также должна быть энергоэффективной. С этой целью устанавливаются рекуператоры воздуха. Это такие приспособления, через которые происходит циркуляция воздуха между помещением и улицей, при этом отводящийся воздух отдает свое тепло поступающему. В дом попадает нагретый свежий воздух, в котором много кислорода. Теплообмен между потоками происходит в специальном блоке, его конфигурация может быть разной.
Недостатки рекуператора:
- энергопотребление;
- шум вентилятора;
- не все модели эффективны.
Преимущества очевидные – постоянный приток свежего воздуха, по полу не тянет сквозняком, теплопотери сводятся к минимуму.
Насколько востребованы энергосберегающие технологии
Каким путем мы идем: экономим деньги или спасаем планету?
Для начала проведем итоги. Касательно электрической энергии, энергосбережение возможно при использовании электроприборов класса А+ и А++, люминесцентных ламп и светодиодов. Привычную экономию также никто не отменял. Энергосберегающее отопление возможно посредством пиролизных котлов, гелиосистем и тепловых насосов. Для циркуляции воздуха без теплопотерь устанавливаются рекуператоры.
Комплекс мер по созданию энергосберегающего дома своими руками влетает в копеечку, а окупается очень долго (лет 30-50). Нельзя сказать, что все поголовно стремятся сберечь энергию планеты, чтобы сохранить ее для будущих поколений. Нет, тут банальное желание денег сэкономить.
Для большинства нет резона вкладывать сразу и много, чтобы начать экономить через полвека.
Этим и объясняется непопулярность энергосберегающих домов. Мы же не в Японии живем, где вообще нет ресурсов, страна у нас в этом плане богатая. Народ не привык экономить ресурсы, а вот деньги свои считать умеет. Поэтому более популярны простые энергосберегающие технологии, которые показывают результат в короткие сроки. Например, лампочку энергосберегающую вкрутить, на пиролизный котел разориться, в крайнем случае, солнечная батарея (одна). Про гелиосистемы и тепловые насосы лучше не вспоминать – неподъёмно для среднего класса.
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….
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.
Читайте также
Проекты двухэтажных домов из бруса
Если участок выбирать не приходится, тогда нужно правильно расположить здание на имеющейся земле. В данном случае необходимо учесть множество факторов. Строение должно быть максимально ориентировано на юг. Свет солнца не должны загораживать соседские постройки, заборы, насаждения. Это необходимо, чтобы в любое время года – зимой и летом – солнечные лучи максимально попадали в дом и нагревали внутреннее пространство.
Правильное расположение дома по сторонам света
Прежде чем строить дом, необходимо получить в местном отделении гидрометцентра информацию о розе ветров. Это позволит определить самое ветряное направление и принять меры по защите здания. Это может быть высаженное зелёное заграждение, поставленный забор, соседский дом или любое другое эффективное решение. Барьерная защита дома от ветра исключит выдувание тепла из здания, уменьшит теплопотери.
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.
Поисковые теги:Почему в нашей стране почти не строят энергоэффективные дома? Оказывается, все дело в размытой выгоде, о которой застройщики порой и не догадываются
В последние годы стало модно с разных трибун рассуждать об энергоэффективности. Но если вы зададите бывалому строителю вопрос, зачем нужно строить энергоэффективный дом, то, пожалуй, тот не сразу найдется, что ответить. Почему?
А все потому, что выгода от такого строительства размыта, - размышляет член Экспертного совета при Комитете Госдумы по жилищной политике и ЖКХ Леонид Журавель . - Нашему российскому застройщику, действительно, не всегда понятно, зачем он должен вкладываться в возведение дома с энергоэффективными характеристиками.
Как заинтересовать застройщика
Во-первых, весьма сомнительно, что он сможет его дороже продать на рынке: население-то у нас пока плохо знакомо с преимуществами ресурсосберегающего здания. Во-вторых, вряд ли удастся получить и какие-то льготы от государства - ни налоговых, ни каких-либо иных преференций за подобные проекты не предусмотрено. Тут-то и возникает резонный вопрос: а действительно, зачем все это?
Вот на этой развилке, замечает Леонид Журавель, и происходит отказ от прогрессивной и уже очень широко применяющейся по всему миру технологии сбережения энергетических ресурсов.
Между тем философия «пассивного дома», живущего за счет своих внутренних ресурсов (вторичное использование воды, подогрев свежего воздуха за счет отработанного и т.д.), чрезвычайно популярна в Европе. Мы же здесь отстали лет этак на двадцать, если не сказать навсегда.
Как же заинтересовать отечественных девелоперов в таком строительстве? Решение напрашивается само собой: в проекте должна присутствовать экономическая целесообразность.
Где тут может быть выгода? - задается риторическим вопросом Леонид Журавель и сам же отвечает: - Она - в заключении так называемых контрактов жизненного цикла. То есть дом должна обслуживать та организация, которая его построила, причем на протяжении всей жизни здания. В этом случае застройщик сможет получать очень солидный доход именно в процессе эксплуатации энергоэффективного жилого фонда.
Кроме того, в недрах «Деловой России» (где внедрение энергоэффективных стандартов считают одной из своих приоритетных задач) готовят предложения о льготах и преференциях, которые будут получать те, кто решится на энергоэффективное строительство. Заметим, долгожданные нововведения.
Оказывается, все не так уж дорого
На сегодня, и это факт, решающим при покупке жилья становится вопрос цены. Спросом пользуется доступное жилье эконом-класса. Рынок быстро сориентировался и предлагает в первую очередь именно дешевый сегмент недвижимости. Казалось бы, о какой энергоэффективности тут можно говорить? Но, оказывается, и доступное жилье заслуживает того, чтобы сюда закладывались ресурсосберегающие технологии. Другое дело, что финансовые вложения (и, разумеется, отдача от них) должны быть тщательно просчитаны.
Тот же Леонид Журавель рассказал о своем опыте строительства энергоэффективного здания:
Компания, в которой я работаю, построила такой дом, потому что нам самим хотелось проверить, действительно ли так уж неподъемны траты на такое строительство. Дом мы заложили 17-этажный, одноподъездный, круглый по форме: так нам посоветовали проектировщики - мол, круглый дом более инсолирован, максимально использует энергию солнца. После окончания строительства здание показало хорошие характеристики: оно потребляло в два раза меньше тепла. Но самый главный сюрприз ждал нас впереди. Когда мы подсчитали все затраты, оказалось, что мы потратили всего на 7% больше средств по сравнению со строительством обычного дома.
Леонид Журавель уверен: если застройщик поймет, что в процессе эксплуатации здания он сполна получит назад деньги, которые «перевложил» в строительство, то он с большей легкостью примет решение о возведении энергоэффективного жилья.
Через стены просачивается львиная доля тепла
Если решением проблемы энергоэффективности займутся одни строители, это ни к чему не приведет, - считает директор белорусского государственного предприятия «Институт жилища - НИПТИС им. С.С. Аптаева» Владимир Пилипенко . - Здесь нужно волевое решение государства.
В Белоруссии за проблему энергоэффективности взялись всерьез. Достаточно сказать, что в этой братской республике на отопление жилья и объектов соцкультбыта тратится 35% всей вырабатываемой энергии. Поэтому вопросы ресурсосбережения для наших западных соседей - не пустой звук.
Сейчас около 70% теплопотерь происходит через оболочку здания, остальное теряется через вентиляцию. По идее, хорошо бы всю эту энергию собрать и использовать повторно. Как это сделать? Во-первых, за счет снижения потерь тепла через ограждающие конструкции. За счет утилизации сточных вод. С помощью снижения теплопотерь через оконные блоки. И, наконец, посредством устройства принудительной приточно-вытяжной вентиляции (рекуперации).
В современных зданиях за счет этих мер можно вдвое сократить энергопотребление.
Нужны системы рекуперации для многоэтажек
Важная проблема энергоэффективного дома - проветривание. Ведь такой дом немножко похож на термос, закупорен со всех сторон, защищен утеплителями, двухкамерными пластиковыми окнами. И такая «закупоренность» может привести к катастрофическим последствиям для здоровья.
Как не выпустить через форточку так тщательно сохраняемое тепло? Ничего лучше рекуперации здесь пока не придумано. Рекуперация - технология, при которой отработанный воздух, выходящий из квартиры, греет свежий воздух, поступающий с улицы.
Надо сказать, технология эта не из простых. К тому же отечественных мощностей по производству такого оборудования у нас, увы, нет. Впрочем, рекуператоры производит та же Белоруссия, так что пока мы их там и закупаем.
Вопрос настолько серьезен, что не так давно в России был даже создан Комитет по рекуперации, специально занимающийся всем кругом вопросов, связанных с внедрением этой технологии. В рамках комитета ведутся разработки отечественного варианта рекуператоров.
Без рекуперации эффекта энергоэффективности не добиться, - убежден Леонид Журавель. - Причем мы должны постараться разработать вариант для массового строительства. Для коттеджей такие системы у нас есть, для многоэтажек же их пока не придумали.
К 2020 году потери тепла должны уменьшиться на 40%
Не так давно в Минстрое РФ подписан приказ по нормам потребления энергоресурсов. Здание должно потреблять 150 квт/ч на 1 кв. м площади. Согласно 261-му Закону о повышении энергоэффективности зданий, предусматривается постепенное снижение потребления энергетических ресурсов. По плану такое снижение должно проходить в три этапа: в ближайшие два года - на 15%, через три-четыре года - на 30% и к 2020 году - на 40%.
Что же мешает воплотить в жизнь намеченную динамику? Во-первых, отсутствие энергоэффективного оборудования отечественного производства, а во-вторых, большие затраты на инженерные сети с энергоэффективными характеристиками.
В НИИ Мосстрой, например, считают, что нужно в большей степени сосредоточиться на повышении энергоэффективности инженерных сетей, а не на утеплении ограждающих конструкций. Есть и другие идеи.
Словом, лед, похоже, тронулся. Предложений по энергоэффективности сегодня звучит много и с самых разных сторон - от ученых, строителей, чиновников. Осталось только суммировать все самое ценное. И вперед, на баррикады энергоэффективности и ресурсосбережения! Пока не стало окончательно поздно…
Елена МАЦЕЙКО
Мировой опыт решения проблемы истощения запасов топлива
В настоящее время человечество столкнулось с необходимостью найти замену углеводородам, запасы которых невозобновляемы и неуклонно снижаются. Такая задача стоит на государственном уровне. Разные страны решают ее по-разному. Начиная с того, что созданы программы по маркировке энергоэффективных бытовых приборов и продуктов. Для этих целей в США Агентство по защите окружающей среды в 1992 году создало программу «Энерджи стар». Логотипы ENERGY STAR® и EnerGuide for Equipment используют для указания энеогозатратности инженерного оборудования (водонагревательного, отопительного, кондиционеров, вентиляции и пр.) и помогают потребителям выбирать наиболее энергоэффективные устройства, а также стимулируют компании производить энергоэффективную продукцию. Совсем недавно агентство разработало стандарт энергоэффективного здания ENERGY STAR® for New Homes «Энерджи стар». Стандарт ENERGY STAR® for New Homes популяризирует энергоэффективный способ работ в сфере домостроения. Это позволяет строить менее энергозатратные (на 30 %) новые здания.
В конце прошлого 20 столетия в США было принято решение о том, что сбережение энергии энергетическими компаниями достигнутое у потребителей, дает энергетическим компаниям 30% средств, которые получены потребителем, вследствие экономии энергии. Причем эти средств зачисляются в счет прибыли энергетической компании. До этого было принято решение, ограничивающее прибыль энергетических компаний, получаемую от поставки энергии сверх плана. Указанные два фактора в совокупности, а также то, что инвестиции в мероприятия по экономии у потребителей для энергетической компании в 3 раза более выгодно чем строительство новых мощностей, привели к тому, что энергетические компании стали инвестировать средства в мероприятия по энергосбережению у потребителей.
Энергокомпании стали проводить деятельность по сбережению энергии у потребителей. Одним из видов такой деятельности стало стимулирование энергосбережения ценами. Энергетические компании устанавливают скидки потребителю за уменьшение мощности оборудования.
В 1997 г. в Канаде комиссия по зданиям (Canadian Commission on Building and Fire Codes) вместе с Национальным исследовательским советом Канады (National Research Council Canada) после консультаций с регионами (по канадским законам, градостроительство и эксплуатация зданий принадлежат к компетенции провинций и территорий) и другими заинтересованными сторонами разработали и национальные энергетические стандарты для зданий - The Model National Energy Code of Canada for Buildings 1997 (MNECB). В этом документе указаны требования к энергосбережению новых строений. Наиболее строгие требования в MNECB установлены для вводимых в эксплуатацию новых зданий на территории этой страны. По мнению канадских властей это позволит к 2011 г. повысить на 25% энергоэффективность новых зданий по сравнению со старыми зданиями.
В Японии после нефтяного кризиса 1973 г. были разработаны и приняты меры по энергосбережению. Это привело к к снижению на 35% энергоемкости ВВП. Однако, вдальнейшем энергопотребление начало увеличиваться в среднем на 3,1% в год. Японское правительство было вынуждено в 1993 г. пересмотреть «Закон об энергосбережении». В настоящее время в Японии министерство международной торговли и промышленности обязано устанавливать, опубликовывать и реализовывать основные политику, направленную на разностороннее стимулирование национального энергоиспользования, а основные энергопользователи обязаны выполнять мероприятия по рационализации энергопользования в соответствии с политикой японского правительства.
В Европе едва ли не первым международным документом, в котором указано о необходимости введения энергоаудита, стала Директива Евросоюза 93/76/ЕС «о ограничении выделений двуокиси углерода путём улучшения энергоэффективности». Одно из нововведений Директивы предусматривало обязательность определения расходов на отопление, кондиционирование, горячее и холодное водоснабжение зданий. Указанная директива стала основой для создания новых норм и правил в области энергоэффективности в странах ЕС. Директива Евросоюза 93/76/ЕС указала правовые основы энергоаудита в Европе.
Сегодня в большинстве стран Европы энергоаудит является обязательным для оформления энергетического паспорта строения. Энергетический паспорт здания это документ, который содержит данные по теплоэффективности здания, данные о фактическом энергопотреблении здания и является подтверждением соответствия здания действующим энергоэффективным нормам.
Несмотря на то, что действует Директива Евросоюза 93/76/ЕС, в настоящее время в странах Европы отсутствует единый подход к сертификации. Национальные правительства разрабатывают национальные требования к сертификации зданий. Однако, уже сейчас сертификация зданий, которые расположены на территории Европейского союза, производится по рейтингу энергетической эффективности зданий. Рейтинг присваивается зданию в зависимости от потребления энергии, вычесленной в кВт.ч/м2.год. В соответствии с этим рейтингом зданию или сооружению выдается сертификат, который свидетельствует о соответствии классу энергоэффективности от A, при потреблении равном или меньше 25 кВт.ч/м2.год, до G, при потреблении, свыше 450 кВт.ч/м2.год.
В соответствии с документом, который получил название «Цели 2020» (2007 г.), энергоэффективность к 2020 г. должна повыситься на 20%, доля возобновляемых источников энергии в ее производстве должна вырасти до 20%, на 30% должен быть уменьшен выброс углекислого газа CO2. Эти цели будут достигаться в том числе за счет появления продукции спецмаркировки, которая указывает на энергетический класс, уровень шума и другие существенные характеристики.
Лидером по разработке и постройке энергоэффективных зданий является Дания. В этой стране экономический рост не сопровождается ростом энергопотребления. В настоящее время дом в Дании не будет принят в эксплуатацию, если на его отопление затрачивается более 70 кВтчас на 1 метр квадратный.
Новые градостроительные нормы в Дании были введены в 2006 г. Согласно новых норм на 25-30% по сравнению с предыдущими нормами возросли требования к энергоэффективности зданий. Нормы, которые будут приняты в 2015 г., будут еще строже. Важной мерой в обеспечении энергосбережения при отоплении является энергетическая маркировка строений и зданий. Энергетическая маркировка применяется и для вновь возводимых, и для существующих зданий. В этой стране принято разделять здания в зависимости от площади на здания общей площадью менее 1500 м2 и более1500 м2. В разных случаях по-разному маркируют здания и применяют разные способы энергосбережения. Как показала датская практика, такая маркировка строений и зданий является действенной мерой, позволяющей ограничивать расход энергии в зданиях.
Положение дел по рассматриваемому вопросу в России
В России в настоящее время, по оценкам экспертов, тратится на отопление 350 кВтчас на 1 метр квадратный. Это в пять раз больше чем в Европе. В том числе поэтому энергоэффективность стала одним из основных направлений исследований, проводимых в «Сколково». Так, специально для того, чтобы осуществлять разработку новых технологий в области энергоэффективности запланировано строительство исследовательского центра датского концерна Danfoss. Danfoss является ведущим мировым производителем оборудования для энергоэффективных зданий. Кроме того, «Сколково» впоследствии станет испытательным полигоном для инновационных технологий, которые здесь разрабатываются. Пример воплощения новых технологий это строительство здания, названного «Гиперкуб».
Немного теории
Энергоэфективность это рациональное расходование энергии.
В домостроении можно выделить следующие первичные факторы растраты энергии:
- архитектурные решения, вызывающие повышенный расход энергии;
- отсутствие практики применения альтернативных видов энергии;
- отсутствие приборов контроля и учета энергии;
- плохое качество и неграмотный монтаж оконных рам;
- плохое качество теплоизоляционное стен;
- морально устаревшие системы вентиляции;
- значительная протяженность теплотрасс.
Практическим решением, которое позволяет исключить приведенные выше факторы нерационального расхода является энергоэффективный дом. Под энергоэффективным домом принято понимать здание, для которого характерно малое энергопотребление идеальным вариантом является энергонезависимость.
Концепции энергоэффективного дома
В настоящее время разработано несколько концепций энергоэффективного дома.
Концепция «Пассивный дом». Концепция «Пассивный дом» это наиболее ранняя и очень известная концепция энергоэффективного дома. Эта концепция впервые была применена в Германии в конце 20-го века. Сейчас принято относить здание к «пассивным», если оно соответствует стандартам, немецкого института пассивных зданий. «Пассивный» дом – это, в первую очередь, хорошая теплоизоляция. В пассивном доме поддерживается комфортный микроклимат главным образом за счет тепла человеческого тела, энергии солнца, энергии бытовых электроприборов и т.д.
Пассивный дом практически не имет тепловых потерь. Технологии «пассивного дома» проверены в условиях сурового климата скандинавских стран и доказали свою эффективность. Впервые пассивный дом был возведен по экспериментальному проекту в 1991 году в Германии, руководил проектом Вольфранг Файст. В здании проживают четыре семьи, на отопление расходы не превышают 1 л жидкого топлива в год на 1 м2 площади, подлежащей отоплению. В конце первого десятилетия 21 века было введено в эксплуатацию более 7000 пассивных домов. В пассивном доме экономия энергии составляет 90%. Это достигается в первую очередь за счет грамотной теплоизоляции ограждающих стен, увеличения площади остекления южного фасада, а также за счет автоматизированных систем отопления и вентиляции. Также используется солнечная энергия.
Концепция дома с нулевым энергопотреблением. В концепции «Дома с нулевым энергопотреблением» основное внимание уделяется использованию альтернативных видов энергии.
Первый дом с нулевым энергопотреблением был построен в США талантливым инженером Майком Стризки. В доме Майка Стризки летом солнечные батареи вырабатывают на 60% больше энергии, чем это требуется о для нормального проживания. Избыток расходуется на получение водорода из воды. Водород используется для отопления зимой, когда солнечного тепла недостаточно. Майк Стризки не платит денег ни за электричество, ни за газ. Отрицательной стороной концепции дома с нулевым энергопотреблением является высокая стоимость инженерных решений. Поэтому практически, при реализации этой концепции, специалисты сокращают утечки нагретого воздуха, утепляют ограждающие стны, ориентируют окна на юг, разрабатывают энергоэффективные архитектурные решения. Указанные меры в обеспечивают экономить до 60-70% энергии на отопление.
Дом генерирующий энергию. Концепция дома генерирующего энергию являет собой дом, который сам производит электроэнергию для своих нужд. При этом излишки электроэнергии летом продаются энергетической компании, а зимой покупаются обратно. Эффективная теплоизоляция, грамотные архитектурные решения, технологии, позволяющие преобразовывать энергию альтернативных источников в электроэнергию делают такие дома технически реализуемыми.
Энергоэффективный дом Active House в России
Европейская концепция Active House пришла в Россию.
Построенный в России по концепции Active House дом являет собой комплекс инженерных решений, направленных на бережное природопользование и рациональное расходование энергии. Архитектор Ральф Ноулз пришел к выводу, что энергоэффективность здания зависит от отношения площади ограждающих конструкций к объему здания. Чем меньше это отношение, тем в меньшей мере здание подвергается влиянию окружающей среды. Построенный в России Active House полностью соответствует этой закономерности. Главным компонентом Active House – является строительная часть здания. Грамотно рассчитанная и качественно смонтированная теплоизоляция, специальный каркас здания, который устраняет «мостики холода», специальная разработка узлов примыкания, повышенная герметичность здания позволили инженерам сократить теплопотери.
Применение теплового насоса позволило на 72%, в сравнении с электрокотлом, снизить расход электроэнергии. По итогам наблюдения средний сезонный коэффициент преобразования для теплового насоса составляет 3,6 единиц. Эта величина учитывает работу всего встроенного электрического оборудования, в т.ч. трубчатых электронагревателей. Таким образом на 1 кВт*ч электрической энергии, потраченной на работу теплового насоса, вырабатывается 3,6 кВт*ч тепла. Другими словами, для теплового насоса мощностью 9,4 кВт*ч, примерно 6,78 кВт*ч – получено от тепла земли. Другим инновационным решением стало применение солнечных коллекторов. Это решение полностью оправдало себя. Нагрев воды на 70% производится за счет энергии солнца, это позволяет сберегать порядка 30 тыс. рублей в год. Однако из-за особенностей климата в России, эффективность работы таких устройств, как солнечные коллектора зависит от времени года. Зимой значительный снежный покров не позволяет солнечным коллекторам работать на полную мощность, весной система становится эффективной. Так, например, в марте солнечная энергия покрывает 344 кВт из 433 затраченных на нагрев воды, в апреле солнечные коллектора вырабатывают 527 кВт.
Микроклимат, создается в доме при помощи интеллектуальных систем вентиляции, фильтрации воздуха и обогрева. В Active House поддерживается наилучший уровень кислорода и оптимальная влажность. Это стало возможным благодаря применению экологических строительных материалов, а также за счет применения специальных датчиков, реагирующих на рост содержания СО2 в воздухе.
Значительная площадь остекления, достигнута благодаря применению мансардных и фасадных окон. Естественная освещенность в «Active House» в 10 раз превышает уровень требований СНиП. Такое обилие света используется для отопления и комфортно. Многочисленными опытами доказано, что освещение солнечным светом как нельзя лучше влияет на организм человека. Кроме того, освещение солнечным светом экономит электроэнергию. Так как большая часть окон находится на южном фасаде, солнечное тепло не теряется, а используется для обогрева. Дополнительные теплопоступления за счет расположения окон на южной стороне составляют порядка 7000 кВт*ч.
По результатам опытной эксплуатации Active House специалисты сделали вывод о том, что затраты на энергию в Active House в 11 раз ниже, чем в неэнергоэффективном доме. Цифры говорят сами за себя. Фактические расходы в «Active House» составляют около 20 тыс. рублей в год, а расходы в неэнергоэффективном доме составляют – 217 тыс. рублей в год.
Суровые будни российской действительности
Как было сказано, в России энергопотребление здания составляет примерно 350 кВт/(м2*год). Такие цифры для новых зданий, установлены нормами СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». По сравнению с европейским положение дел такое энергопотребление крайне расточительно. Энергоэффективные дома строятся очень редко, в основном для исследований на средства бюджета. Частные застройщики энергоэффективные здания не возводят. Основным фактором, препятствующим внедрению энергоэффективных технологий в строительстве, является повышенная стоимость энергоэффективного дома.
По мнению председателя Комитета по системам инженерно-технического обеспечения зданий и сооружений НОСТРОЙ Ивана Дьякова в настоящее время, в России ни один жилой дом не отвечает требованиям, которые предъявляются энергоэффективным зданиям. Такое важное заявление сделал Иван Дьяков на III Всероссийском конгрессе.
Руководитель аппарата Национального объединения проектировщиков Антон Мороз также считает, что инновации по энергоэффективности и энергосбережению станут внедряться, только после законодательного закрепления обязанности заказчиков применять энергоэффективные технологии в строительстве. Те энергоэффективные решения, которые заложены в проект при проектировании, в процессе возведения здания, чаще всего, не реализуются. Это происходит из-за того, что Заказчик не имеет стимула вкладывать средства в энергоэффективные технологии.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что для широкого внедрения энергоэффективных технологий нужна законодательная база и реальные государственные программы, которые бы стимулировали энергоэффективное строительство в нашей стране. Для решения этого вопроса начаты исследования в Сколково, ведется сотрудничество с датской компанией- производителем тепловых насосов «Данфос», бюджетные учреждения обязаны составлять энергетические паспорта зданий. Однако этих мер явно не достаточно. Отставание от Европы составляет годы. Для того чтобы ликвидировать наметившееся основание, необходимо строительство энергоэффективных домов проводить в рамках федеральной программы, с частичным финансированием инновационных технологий государством.