Само понятие - энергосберегающий дом или, как иногда называют «пассивный дом», появилось в нашем обиходе вместе с приходом новых технологий в строительство. Отдельные элементы этих новшеств были заимствованы из военно-космического производства в результате конверсии. Национальный опыт постройки тоже вложил свою лепту и в подборе материала и в технологи.
- электроэнергия,
- теплоснабжение,
- водоснабжение,
- канализация,
- вентиляция.
Электроэнергия - потребление, воспроизводство, аккумуляция
Планируя строить дом своими руками, надо заказать проект, с учётом ваших пожеланий. Если вам нужен энергоэффективный дом, то следует просчитать возможность установки солнечных батарей на кровле и стенах. Заложить в проект максимальное количество оконных проёмов, чтобы продлить световой день. Использовать для освещения светодиодные лампы. Солнечные батареи будут обеспечивать энергией холодильник и электронную технику. При этом аккумулировать энергию в батареях и отдавать её на освещение в ночное время.
Энергосберегающий дом - понятие, подразумевающее здание, где реализована задача оптимизации расходов энергии; сведены к минимуму теплопотери, в результате чего заметно снижаются энергозатраты
Теплоснабжение
Пассивный дом - это тёплый дом, с минимальным потреблением теплоносителя. Ваш дом будет отапливаться комбинированной системой, в которую входит газовый двухконтурный котёл и тепловой насос. Для теплового насоса требуется скважина. На глубину 100 метров опускается спаренная стальная труба сотка. Верхняя половина труб термоизолирована. Тепловой насос прокачивает по трубе жидкую смесь типа тосол. На глубине смесь нагревается и отдаёт тепло внутри дома. При сильных морозах включается газовый котёл. Тепловые насосы прокачивают теплоноситель по системе отопления. Для подогрева воды устанавливают твердотопливный котёл. Его протапливают отходами и древесным мусором. Энергосберегающий котёл с двойным циклом сжигает отходы без остатка, не выбрасывая дыма. Изготовить его можно своими руками.
Водоснабжение
Вода в пассивный дом поступает из скважины пробуренной прямо из подвала, под домом. Проект системы водоснабжения прилагается к проекту энергоэффективный дом. Оборудование для такого бурения свободно размещается по высоте. Буровые колонки высотой 1,8 м соединяются муфтами. Глубина скважины 20-30 м. Компрессорная станция обеспечивает подкачку воды в расходной бак по мере её потребления. В течение шести месяцев ваш энергосберегающий дом будет получать горячую воду для бытовых нужд из солнечного коллектора, установленного на южной стороне дома, рядом с солнечными батареями. Избыток подогретой воды отправляют из расходного бака на капельный полив грядок.
Канализация
Бытовые стоки энергосберегающий дом пропускает через рекуператор, отбирая тепло для обогрева воздуха
Все виды бытовых стоков энергосберегающий дом пропускает через рекуператор, отбирая тепло для подогрева воздуха. В 10-15 метрах от пассивного дома находится ёмкость септик. Двух кубовый пластиковый бак, в котором происходит переработка стоков анаэробными бактериями. По мере переработки очищенные стоки выкачивают на компостную кучу. Компост не только удобрение для сада, но и прекрасное топливо для водогрейного котла.
Вентиляция
Вентиляционная система имеет отдельный проект. Пассивный дом оборудован двумя рекуператорами. Это устройство позволяет забирать тепло из воздуха, который вытягивает вентилятором из дома наружу и подогревает всасываемый с улицы холодный воздух. Таким образом, устраняется значительный перепад температуры внутри помещения. Второй рекуператор стоит на канализационной трубе.
Проект дома
Энергосберегающий дом проектируют с учётом сохранения тепла. Газобетонные блоки для несущих стен укладывают на специальный клеющий состав. Стены штукатурят с двух сторон таким же составом. Такая штукатурка сохраняет тепло, за счёт наполнителя из пустотелых шариков диаметром до 1 мм. На стенах не будет мостиков холода. Стяжка на полу и на чердаке выполнена из состава такой же разработки. Кровля на чердаке подшивается минеральной ватой и листами MDF. С такой отделкой пассивный дом становится «термосом».
Энергосберегающий дом – это хотя и не полностью замкнутая постройка с автономными источниками воды, электричества, газа, но он дает возможность значительно сэкономить на обогреве и освещении
В окна вставляют тройной стеклопакет на трёхкамерных профилях с утеплителем. Свес кровли, в проекте энергосберегающий дом, выступает от стены на 1 м. По периметру строится терраса со сплошным остеклением в деревянных рамах. С такой ветрозащитой у вас действительно получится тёплый дом. Солнечные батареи занимают весь южный скат кровли и монтируется как парапет террасы.
Видео: Энергосберегающий дом своими руками
Энергетически автономный дом
В проект пассивного дома нужно заложить ограждение участка. С северной стороны ставят высокий каменный забор, с южной сетчатый проницаемый. Плодовые деревья располагают с западной и восточной стороны дома, а с южной огород. Большую часть работ по такому проекту можно выполнить своими руками. За исключением тех моментов, когда нужна механизация, подключение к системам и настройка электроники. Пассивный дом на самом деле живёт очень активной жизнью. Земля даёт вам воду и тепло. Солнечные батареи и коллекторы - свет и горячую воду. А душу в тёплый дом вы вкладываете своими руками.
На сегодняшний день проблемы энергоэффективности жилья в России наиболее актуальны. И дело касается не только повышенной стоимости на электроэнергию, но и ухудшение экологической ситуации, вызванной парниковым эффектом. Об энергоэффективном жилом доме впервые
начали задумываться в Европе. И в первую очередь западных специалистов интересовал вопрос о снижении цен на энергосбережение и отопление. В результате этого, были разработаны специальные строительные стандарты, стали внедрять современные классификации зданий и сооружений в соответствии с их уровнем потребления энергии.
Как правило, большая часть электроэнергии расходуется на . Помимо этого, значительная часть ресурсов идет на , работу бытовых приборов, нагрев воды и готовка еды.
Страны запада тратят на отопление около 57% от общего объема электроэнергии, а в России данный показатель равен 72%.
Строительство энергоэффективных домов своими руками будет всего на 15% дороже строительства обыкновенного дома, при этом он сможет оправдать себя уже через пару месяцев с начала использования. Эффективность использования такого дома повыситься не только за счет изменения специальных строительных стандартов, но и благодаря пересмотру определенных принципов потребления электроэнергии, например, использование светодиодных светильников и LCD-телевизоров.
Здания и сооружения, которые построены по стандартам и нормам технологии энергоэффективности, позволяют экономить до 70 % от общей оплаты коммунальных услуг.
При этом экономиться большое количество энергии и средств. И общие показатели температуры, влажности воздуха и микроклимата гораздо выше общепринятых, и могут легко регулироваться хозяином дома.
Ниже приведем российскую классификацию зданий и сооружений по нормам расхода тепла и энергоэффективности:
- старые здания (600кВт/ч на 1м? в год);
- новые здания (350кВт/ч на 1м? в год).
Суровый климат в некоторых регионах России требует более существенных затрат на и обогрев жилых помещений. Хотя, принятые нормы и стандарты не всегда следует признавать удовлетворенными.
Нужно применять новые технологии, нестандартные решения, качественные материалы для с низким электрическим потреблением. И возможности в настоящее время для этого существуют.
Пассивные дома
На сегодняшний день идея пассивного дома называется самой прогрессивной.
Ее суть в том, чтобы из дорогого объекта, создать такой дом, который не будет зависеть от внешних ресурсов, и будет способен вырабатывать электроэнергию самостоятельно и при этом быть экологически чистым.
В настоящее время эта идея реализована не совсем полностью.
Обеспечение необходимым количеством энергии пассивного дома происходит благодаря возобновляемым природным ресурсам, например, солнечный свет, энергия земли и ветра. В качестве источника энергии можно также использовать естественное тепло, которое выделяют люди и бытовые приборы, находящиеся в доме. Потери тепла можно минимизировать за счет конструктивных особенностей здания, более качественной теплоизоляции, применения энергосберегающих методов, и создания эффективной вентиляции.
Принципы строительства энергоэффективного дома
Главная задача энергоэффективного дома- это сокращение расходов на электроэнергию, особенно в период зимних месяцев.
Главными принципами строительства дома считаются:
- 15 сантиметровый теплоизоляционный слой;
Проект дома
- простая форма здания и кровли;
- применение экологических и теплых материалов;
- установка механической вентиляции;
- применение природной энергии;
- ориентация при строительстве дома на южное направление;
- исключение мостиков холода;
- 100% герметичность здания.
Большая часть российских однотипных построек имеет естественную , которая неэффективна и приводит к большим теплопотерям. А летом данная технология вообще не работает, как в прочем и в зимнее время года, когда необходимо постоянное проветривание помещений. Установка специального рекуператора воздуха позволит вам применять для обогрева поступающего воздуха уже нагретый.
Рекуперационная система обеспечивает до 90% тепла благодаря нагреву воздуха.
Стоит отметить, что строительство большого дома приведет к большим теплопотерям.
Стоит ориентироваться на площади для реального проживания и их использования. Потому что обогрев неиспользуемых помещений и комнат просто недопустим. Строительство дома необходимо рассчитать на точное количество проживающих в нем. И оставшиеся комнаты в доме будут обогреваться за счет естественного человеческого тепла и работы бытовых приборов.
Энергоэффективный дом обычно строят с учетом всех климатических условий и их использования. Солнечные дни или ветреные должны стать для вас подсказкой для выбора определенных источников энергии. И важно добиться герметичности не только за счет оконных и дверных проемов, но и за счет применения для и специальной двусторонней штукатурки, надежной и качественной и защиты от ветра. Также следует помнить, что чем больше , тем больше будут теплопотери.
Учет энергоэффективности дома на стадии проектировки
Выбирая определенное место для строительства дома необходимо учесть и природный ландшафт. Выбранная местность должна быть ровной и без перепадов высоты. Вообще, любую особенность ландшафта можно применять для увеличения эффективности. Например, перепад высоты будет обеспечивать низкую по затратам подачу воды.
Также следует учитывать положение дома относительно солнца, чтобы использовать солнечное освещение в замен электрического.
Качественная и должны быть предусмотрены с самого начала строительства. Потому что энергоэффективность без данного типа изоляций невозможна.
Козырек, и скат крыльца должны быть оптимальными по ширине, чтобы не создавать тень при естественном освещении, и в тоже время защищать здание от перегрева, и защищать стены от дождя. необходимо конструировать с учетом массы снежного покрова в зимнее время. Также нужно организовать правильные водостоки и утепление крыши.
Все эти меры снизят расходы на содержание и увеличат срок службы дома.
Меры повышения энергоэффективности деревянного дома
Увеличение энергоэффективности уже построенного дома вполне реально. Хотя, необходимо учитывать и возврат дома. Если дом в хорошем состоянии и не подлежит сносу через несколько лет, то его вполне можно реконструировать.
Уменьшить энергопотери можно с помощью современных материалов и технологий. Первое, с чего нужно начать — это определение утечек тепла. Мостики холода, отнимают существенную часть тепла всего дома. Поэтому очень важно найти такие места в герметичности стен, крыши, оконных и дверных проемов.
В целях экономии природных и энергетических ресурсов человечеством разработаны комплексные меры по утеплению зданий и доведению уровня тепловой изоляции до значения близкого к абсолютному. В этом материале будет раскрыта суть пассивного дома как современного и экономного типа жилья.
Понятия пассивности и энергоэффективности
Наш обзор обойдет стороной общепринятый перечень преимуществ и технических показателей. Например, энергоэффективным считается строение, потеря тепла в котором не превышает 10 кВт·ч с каждого квадратного метра в течение года, но о чем это должно сказать читателю? Если пересчитать, то за год с небольшого (до 150 м 2) дома уходит примерно 1,5-2 МВт энергии, что сопоставимо с энергопотреблением обычного коттеджа за один зимний месяц. Столько же потребляют 2-3 лампы накаливания по 100 Вт, включенные постоянно в течение одного года, что эквивалентно 200 м 3 природного газа.
Столь малое энергопотребление позволяет в принципе отказаться от системы отопления в доме, используя для обогрева тепло, выделяемое человеком, животными и бытовыми приборами. Если дом не требует целенаправленных затрат энергии на работу отопительных установок (или требует, но незначительный минимум), такой дом называют пассивным. Точно так же пассивным может называться дом с весьма высокими потерями тепла, потребность в котором восполняется собственной энергетической установкой, работающей на возобновляемых источниках энергии.
Так что энергоэффективный дом не обязательно претендует на звание пассивного, справедливо и обратное. Дом же, который не только покрывает собственные энергетические нужды, но и передает какой-либо вид энергии в общественную сеть, называют активным.
В чем основная идея пассивного дома
Все три вышеперечисленных понятия принято объединять: пассивный дом обладает максимально расширенным комплексом мер по обеспечению энергетической автономности. В конце концов, никому не интересно годами тестировать свое жилище, добиваясь норматива по теплопотерям для получения почетного звания. Важно, чтобы внутри было сухо, тепло и комфортно.
Существует мнение, что сегодня любая новостройка должна возводиться по технологии пассивного дома, благо, что технические решения есть даже для многоэтажных зданий. Это не лишено смысла: затраты на обслуживание дома за период междуремонтной эксплуатации обычно даже выше затрат на строительство .
Пассивный же дом при более объемных первоначальных вложениях практически не требует затрат весь срок службы, который, к тому же, превышает срок эксплуатации обычных зданий за счет абсолютной защиты несущих и ограждающих конструкций в комплексе с самыми современными и технологичными решениями строительства и ремонта.
Главной технической особенностью пассивного дома можно назвать непрерывный контур теплоизоляции, от фундамента до кровли. Такой «термос» хорошо сохраняет тепло, но не все материалы пригодны для его устройства.
Материалы для теплоизоляции
Пенополистирол в таких объемах неприменим, он горюч и токсичен. В ряде проектов это решается огнезащитным слоем у несущего целика и под фасадной отделкой, что ведет к неоправданному удорожанию. Использование стеклянной и минеральной ваты также не решает проблему. В ней, так же как и в пенополистироле, активно селятся вредители (насекомые и грызуны), да и срок службы у ваты в 2-3 меньше, чем у самого пассивного дома.
Пригодный для целей пассивного дома материал — пеностекло . Краткий свод характеристик: наименьшая теплопроводность из известных материалов широкого потребления, полная экологичность за счет инертности стекла, простая обработка и хорошая способность к склеиванию. Из минусов — высокая цена и сложность производства, но материал однозначно стоит своих денег.
Менее дорогостоящий, но пригодный для утепления пассивного дома материал — вспененный полиуретан. Технически такие дома пассивными назвать нельзя, их теплопотери составляют 30-50 кВт·ч с квадратного метра в год, но и эти показатели вполне приемлемы. Полиуретан может устанавливаться как листовой материал, либо наноситься методом торкрет-оштукатуривания.
Кровля и теплый чердак
Другое ключевое отличие пассивных домов — наличие неотапливаемой мансарды или теплого чердака и качественное утепление кровли без мостиков холода. При таком подходе выделяется две границы температур: на перекрытии верхнего этажа и в самой кровле. Благодаря разнесению теплозащиты гарантированно устраняется образование конденсата в утеплителе кровли и существенно снижаются потери тепла.
Перекрытие верхнего этажа обычно делают каркасным на деревянных балках, пустоты заполняют слоем минеральной ваты средней плотности толщиной в 20-25 см. Перекрытие лучше утеплять листовыми материалами с устройством перекрестного ячеистого каркаса и точной подгонкой плит утеплителя. Все швы и стыки заполняются специальным клеем или монтажной пеной. Особое внимание уделяется устройству защитного пояса в месте опоры стропильной системы на стены.
Теплый чердак устраивается по принципу рекуперации вентиляционной системы. Каналы вытяжной вентиляции выходят прямо в герметичное чердачное помещение, откуда выводятся через единственное отверстие с принудительным оттоком. Часто этот канал снабжают рекуперационной установкой, передающей часть тепла от вытяжного воздуха приточному.
Окна, двери и другие места утечек
С окнами для пассивного дома все просто: они должны быть высокого качества и обязательно сертифицированными для применения в отрасли энергосбережения. Признаками подходящего изделия считаются стеклопакеты с двумя или более камерами, заполненными газом, низкоэмиссионные стекла разной толщины и двойное примыкание стеклопакета к профилю, уплотненное каучуковой лентой. Для дверей важно сотовое наполнение и наличие двойного притвора по всему периметру. Не менее важно соблюдать правила монтажа и защиты мест примыканий.
Пассивный дом имеет свои особенности устройства фундамента. Для защиты структуры бетона его гидрофобизируют инъекционным способом и дополнительно защищают внешним слоем обмазочной гидроизоляции. Утеплитель опускается на всю глубину фундамента, таким образом цокольный этаж становится второй после теплого чердака буферной зоной.
Энергообеспечение пассивного дома
К пассивному дому обычно не подводят газ, для бытовых целей и обогрева полностью хватает однофазной электросети. С электрическими нагревателями все просто: сколько киловатт вложено в дом, столько в нем и остается, КПД составляет почти 99%, в отличие от газовых котлов.
Но электрическая сеть в качестве единственного источника энергоснабжения имеет массу недостатков, заключающихся по большей части в ненадежности подключения. Часто дома снабжаются достаточно сложной электросетью, включающей аварийный генератор с автозапуском, либо используют для резервной подпитки парк аккумуляторов или солнечные батареи.
Нагрев воды для бытовых нужд обычно выполняется солнечными коллекторами , преимущественно вакуумными. Вообще автономные источники энергии достаточно разнообразны, среди разновидностей можно подобрать оптимальное решение для объектов с разными условиями.
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.
Энергосберегающий дом – это не идеализированное представление дома будущего, а сегодняшняя реальность, которая приобретает все большую популярность. Энергосебергающим, энергоэффективным, пассивным домом или экодомом сегодня называют такое жилище, которое требует минимум расходов на поддержание комфортных условий проживания в нем. Достигается это путем соответствующих решений в сфере , и строительства. Какие технологии для энергосберегающих домов существуют на данный момент, и сколько ресурсов они смогут сэкономить?
№1. Проектирование энергосберегающего дома
Жилище будет максимально экономным, если оно было спроектировано с учетом всех энергосберегающих технологий. Переделать уже построенный дом будет сложнее , дороже, да и ожидаемых результатов добиться будет трудно. Проект разрабатывается опытными специалистами с учетом требований заказчика, но при этом нужно помнить, что использованный набор решений должен быть, прежде всего, экономически выгодным. Важный момент – учет климатических особенностей региона .
Как правило, энергосберегающими делают дома, в которых проживают постоянно, поэтому на первое месте выходит задача сбережения тепла, максимального использования естественного освещения и т.д. Проект должен учитывать индивидуальные требования, но лучше, если пассивный дом будет максимально компактным, т.е. более дешевым в содержании .
Одним и тем же требованиям могут отвечать различные варианты . Совместное принятие решений лучших архитекторов, проектировщиков и инженеров позволили еще на стадии разработки плана возведения помещения создать универсальный энергосберегающий каркасный дом (подробнее читайте — ). Уникальная конструкция кооперирует в себе все экономически выгодные предложения:
- благодаря технологии SIP-панелей строение обладает высокой прочностью;
- достойный уровень термо- и шумоизоляции, а также отсутствие мостиков холода;
- сооружение не требует привычной дорогой системы отопления;
- с использованием каркасных панелей дом строится очень быстро и характеризуется длительным сроком службы;
- помещения компактны, комфортны и удобны во время их последующей эксплуатации.
В качестве альтернативы можно использовать для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина как самый экологичный материал.
№2. Архитектурные решения для энергосберегающего дома
Чтобы добиться экономии ресурсов, необходимо уделить внимание планировке и внешнему виду дома. Жилище будет максимально энергосберегающим, если учтены такие нюансы:
- правильное расположение . Дом может быть расположен в меридиональном или широтном направлении и получать разное солнечное облучение. Северный дом лучше строить меридионально , чтобы увечить приток солнечного света на 30%. Южные дома, наоборот, лучше возводить в широтном направлении, чтобы уменьшить затраты на кондиционирование воздуха;
- компактность , под которой в данном случае понимают соотношение внутренней и внешней площади дома. Оно должно быть минимальным, а достигается это за счет отказа от выпирающих помещений и архитектурных украшений типа эркеров. Получается, что самый экономный дом – это параллелепипед;
- тепловые буферы
, которые отделяют жилые помещения от контакта с окружающей средой. Гаражи, лоджии, подвалы и нежилые чердаки станут отличной преградой для проникновения в комнаты холодного воздуха извне;
- правильное естественное освещение
. Благодаря несложным архитектурным приемам можно в течение 80% всего рабочего времени освещать дом с помощью солнечных лучей. Помещения, где семья проводит больше всего времени
(гостиная, столовая, детская) лучше расположить на южной стороне
, для кладовой, санузлов, гаража и прочих вспомогательных помещений достаточно рассеянного света, поэтому они могут иметь окна на северную сторону. Окна на восток в спальне
утром обеспечат зарядом энергии, а вечером лучи не будут мешать отдыхать. Летом в такой спальне можно будет вообще обойтись без искусственного света. Что же касается размера окон
, то ответ на вопрос зависит от приоритетов каждого: экономить на освещении или на обогреве. Отличный прием – установка солнечной трубы
. Она имеет диаметр 25-35 см и полностью зеркальную внутреннюю поверхность: принимая солнечные лучи на крыше дома, она сохраняет их интенсивность на входе в комнату, где они рассеиваются через диффузор. Свет получается настолько ярким, что после установки пользователи часто тянутся к выключателю при выходе из комнаты;
- кровля . Многие архитекторы рекомендуют делать максимально простые крыши для энергосберегающего дома. Часто останавливаются на двухскатном варианте, причем чем более пологим он будет, тем более экономным окажется дом. На пологой крыше будет задерживаться снег, а это дополнительное утепление зимой.
№3. Теплоизоляция для энергосберегающего дома
Даже построенный с учетом всех архитектурных хитростей дом требует правильного утепления, чтобы быть полностью герметичным и не выпускать теплоту в окружающую среду.
Теплоизоляция стен
Через стены уходит около 40% тепла из дома , поэтому их утеплению уделяют повышенное внимание. Самый распространенный и простой способ утепления – организация многослойной системы. обшиваются утеплителем, в роли которого часто выступает минеральная вата или пенополистирол , сверху монтируется армирующая сетка, а потом – базовый и основной слой штукатурки.
Более дорогая и прогрессивная технология – вентилируемый фасад . Стены дома обшиваются плитами из минеральной ваты, а облицовочные панели из камня, металла или других материалов монтируются на специальный каркас. Между слоем утеплителя и каркасом остается небольшой зазор, который играет роль «тепловой подушки», не позволяет намокать теплоизоляции и поддерживает оптимальные условия в жилище.
Кроме того, чтобы снизить теплопотери через стены, используют изолирующие составы в местах примыкания кровли, учитывают будущую усадку и изменение свойств некоторых материалов при повышении температуры.
Принцип работы вентилируемого фасада
Теплоизоляция кровли
Через кровлю уходит около 20% тепла. Для утепления крыши используют те же материалы, что и для стен. Широко распространены на сегодняшний день минеральная вата и пенополистирол . Архитекторы советуют делать кровельную теплоизоляцию не тоньше 200 мм независимо от типа материала. Важно рассчитать нагрузку на , несущие конструкции и кровлю, чтобы не была нарушена целостность конструкции.
Теплоизоляция оконных проемов
На окна приходится 20% теплопотерь дома. Хоть лучше, чем старые деревянные окна, защищают дом от сквозняков и изолируют помещение от внешнего воздействия, они не идеальны.
Более прогрессивными вариантами для энергосберегающего дома являются:
Теплоизоляция пола и фундамента
Через фундамент и пол первого этажа теряется по 10% теплоты. Пол утепляют теми же материалами, что и стены, но можно использовать и другие варианты: наливные теплоизоляционные смеси, пенобетон и газобетон, гранулобетон с рекордной теплопроводностью 0,1 Вт/(м°С). Можно утеплить не пол, а потолок подвала, если подобный предусмотрен проектом.
Фундамент лучше утеплять снаружи, что поможет защитить его не только от промерзания, но и от других негативных факторов, в т.ч. влияния грунтовых вод, перепадов температур и т.д. В целях утепления фундамента используют напыляемый полиуретан, и пенопласт.
№4. Рекуперация тепла
Тепло из дома уходит не только через стены и кровлю, но и через . Чтобы уменьшить расходы на отопление используют приточно-вытяжные вентиляции с рекуперацией.
Рекуператором называют теплообменник, который встраивается в систему вентиляции. Принцип его работы заключается в следующем. Нагретый воздух через вентиляционные каналы выходит из комнаты, отдает свое тепло рекуператору, соприкасаясь с ним. Холодный свежий воздух с улицы, проходя сквозь рекуператор, нагревается, и поступает в дом уже комнатной температуры. В результате домочадцы получают чистый свежий воздух, но не теряют тепло.
Подобная система вентиляции может использоваться вместе с естественной: воздух будет поступать в помещение принудительно, а выходить за счет естественной тяги. Есть еще одна хитрость. Воздухозаборный шкаф может быть отнесен от дома на 10 метров, а воздуховод проложен под землей на глубине промерзания . В этом случае еще до рекуператора летом воздух будет охлаждаться, а зимой – нагреваться за счет температуры почвы.
№5. Умный дом
Чтобы сделать жизнь более комфортной и при этом экономить ресурсы, можно и техникой , благодаря которым уже сегодня возможно:
№6. Отопление и горячее водоснабжение
Гелиосистемы
Самый экономный и экологичный способ отапливать помещение и подогревать воду – это использовать энергию солнца. Возможно это благодаря солнечным коллекторам, установленным на крыше дома. Такие устройтсва легко подсоединяются к системе отопления и горячего водоснабжения дома, а принцип их работы заключается в следующем . Система состоит из самого коллектора, теплообменного контура, бака-аккумулятора и станции управления. В коллекторе циркулирует теплоноситель (жидкость), который нагревается за счет энергии солнца и через теплообменник отдает тепло воде в баке-аккумуляторе. Последний за счет хорошей теплоизоляции способен долго сохранять горячую воду. В этой системе может быть установлен нагреватель-дублер, который догревает воду до необходимой температуры в случае пасмурной погоды или недостаточной продолжительности солнечного сияния.
Коллекторы могут быть плоскими и вакуумными . Плоские представляют собой коробку, закрытую стеклом, внутри нее находится слой с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. Такие коллекторы более прочные, но сегодня вытесняются вакуумными. Последние состоят из множества трубок, внутри которых находятся еще трубка или несколько с теплоносителем. Между внешней и внутренней трубками – вакуум, который служит теплоизолятором. Вакуумные коллекторы более эффективны, даже зимой и в пасмурную погоду, ремонтопригодны. Срок службы коллекторов около 30 лет и более.
Тепловые насосы
Тепловые насосы используют для отопления дома низкопотенциальное тепло окружающей среды , в т.ч. воздуха, недр и даже вторичное тепло, например от трубопровода центрального отопления. Состоят такие устройства из испарителя, конденсатора, расширительного вентиля и компрессора. Все они связаны замкнутым трубопроводом и функционируют на основе принципа Карно. Проще говоря, теплонасос подобен по работе холодильнику, только функционирует наоборот. Если в 80-х годах прошлого века тепловые насосы были редкостью и даже роскошью, то уже сегодня в Швеции, например, 70% домов отапливаются подобным образом.
Конденсационные котлы
Биогаз в качестве топлива
Если скапливается много органических отходов сельского хозяйства, то можно соорудить биореактор для получения биогаза . В нем биомасса благодаря анаэробным бактериям перерабатывается, в результате чего образуется биогаз, состоящий на 60% из метана, 35% — углекислого газа и на 5% из прочих примесей. После процесса очистки он может использоваться для отопления и горячего водоснабжения дома. Переработанные отходы преобразуются в отличное удобрение, которое может использоваться на полях.
№7. Источники электроэнергии
Энергосберегающий дом должен и, желательно, получать ее из возобновляемых источников. На сегодняшний день для этого реализована масса технологий.
Ветрогенератор
Энергия ветра может преобразовываться в электричество не только большими ветряными установками, но и с помощью компактных «домашних» ветряков . В ветряной местности такие установки способны полностью обеспечивать электроэнергией небольшой дом, в регионах с невысокой скоростью ветра их лучше использовать вместе с солнечными батареями.
Сила ветра приводит в движение лопасти ветряка, которые заставляют вращаться ротор генератора электроэнергии. Генератор вырабатывает переменный нестабильный ток, который выпрямляется в контроллере. Там происходят зарядка аккумуляторов, которые, в свою очередь, подключены к инверторам, где и идет преобразование постоянного напряжения в переменное, используемое потребителем.
Ветряки могут быть с горизонтальной и вертикальной осью вращения. При разовых затратах они надолго решают проблему энергонезависимости.
Солнечная батарея
Использование солнечного света для производства электроэнергии не так распространено, но уже в ближайшем будущем ситуация рискует резко измениться. Принцип работы солнечной батареи очень прост: для преобразования солнечного света в электричество используется p-n переход. Направленное движение электронов, провоцируемое солнечной энергией, и представляет собой электричество.
Конструкции и используемые материалы постоянно совершенствуются, а количество электроэнергии напрямую зависит от освещенности. Пока наибольшей популярностью пользуются разные модификации кремниевых солнечных батарей , но альтернативой им становятся новые полимерные пленочные батареи, которые пока находятся в стадии развития.
Экономия электроэнергии
Полученное электричество нужно уметь расходовать с умом. Для этого пригодятся следующие решения:
№8. Водоснабжение и канализация
В идеале, энергосберегающий дом должен получать воду из скважины , расположенной под жилищем. Но когда вода залегает на больших глубинах или качество ее не отвечает требованиям, от подобного решения приходится отказываться.
Бытовые стоки лучше пропускать через рекуператор и отбирать у них теплоту. Для очистки сточных вод можно использовать септик , где преобразование будет совершаться за счет анаэробных бактерий. Полученный компост является хорошим удобрением.
Для экономии воды неплохо бы уменьшить объем сливаемой воды. Кроме того, можно воплотить в жизнь систему, когда вода, используемая в ванной и раковине, применяется для слива в унитазе.
№9. Из чего строить энергосберегающий дом
Конечно же, лучше использовать максимально природное и натуральное сырье, производство которого не требует многочисленных стадий обработки. Это древесина и камень . Предпочтение лучше отдавать материалам, производство которых осуществляется в регионе, ведь таким образом снижаются растраты на транспортировку. В Европе пассивные дома стали строить из продуктов переработки неорганического мусора. , стекло и металл.
Если один раз уделить внимание изучению энергосберегающих технологий, продумать проект экодома и вложить в него средства, в последующие годы расходы на его содержание будут минимальными или даже стремиться к нулю.