Энергосбережение загородного дома. Как построить энергоэффективный дом? Современный энергосберегающий дом: это не только теплый дом

Россия – это страна с холодным климатом, где средний срок отопительного сезона составляет семь месяцев. А в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, строительство дома с низким энергопотреблением становится, как никогда актуальна

С каждым днём всё большее количество людей задумывается о применении энергоэффективных технологий. И это неудивительно, ведь каждый из нас хочет жить в тёплом и самое главное – экономичном доме.

1. Энергоэффективный дом – это…

Какой смысл мы вкладываем в словосочетание – энергоэффективный дом?

По мнению руководителя компании ТКДом Александра Водовозова – энергоэффективный дом – это здание, в котором сведены к минимуму все энергопотери, а также энергопотребление. Основным принципом строительства энергоэффективного дома является достижение максимальной герметичности жилища, использование энергосберегающих технологий и ликвидация мостиков холода.

В России, основные энергозатраты приходятся на отопление, поэтому главной задачей становится предотвращение потерь тепла через ограждающие конструкции дома – пол, стены, окна, перекрытия и крышу. Этого можно добиться с помощью современных технологий каркасного строительства. За счет применения утеплителей и специальных способов обшивки каркаса, полностью исключается наличие щелей.

Таким образом, для строительства энергоэффективного дома необходимо:

Возвести утеплённый фундамент. А в каркасном строительстве, подобный фундамент ещё играет роль и теплоаккумулятора;

Установить высокоэффективную систему вентиляции с рекуператором. Так как через вентиляцию теряется 30-40% тепла, то применение подобной системы позволит существенно снизить расход энергии на подогрев приточного воздуха;

Расположить жилые комнаты в южной части здания. Что позволит использовать солнечную энергию как дополнительный источник тепла;

Произвести максимальное утепление ограждающих конструкций. Ведь именно через них происходит основная теплопотеря.

Но зачастую, застройщики просто не хотят вкладываться в дополнительное утепление, полагая, что это приведёт к увеличению стоимости возводимого здания. Так выгодно ли строить энергоэффективный дом?

Если говорить языком цифр, то возведение энергоэффективного дома обходится примерно на 15% дороже обычного, но зато в эксплуатации он дешевле на 60-70%.

Можно сказать, что строительство энергоэффективного дома является комплексным мероприятием, позволяющим экономить ваши денежные средства в обозримом будущем.

2.Фундамент «Утеплённая Шведская Плита» - как основа энергоэффективного дома

Существует мнение, что дополнительное утепление фундамента напрасная трата средств. Но так ли это на самом деле?

Потери тепловой энергии происходят постоянно, различают только интенсивность в зависимости от типа конструкции. Например, наибольший тепловой поток проходит через верхние кровельные конструкции, что связано с плотностью теплого и холодного воздуха. Теплый воздух стремится подняться вверх, вместе с этим увлекая за собой и тепловую энергию. Также происходит и большая потеря тепла через фундамент.

Все потери тепла можно разделить на тепловые потери, которые возможно предотвратить и те, которые поддаются незначительному сокращению! Например, потери тепла через фундамент в среднем составляют 10-15% от общего объёма теплопотерь здания. Поэтому строительство энергоэффективного дома необходимо начать с возведения утеплённого фундамента.

Одним из эффективных способов снизить энергозатраты на отопление здания становится строительство дома на фундаменте типа "Утепленная Шведская Плита". Для этой цели применяется экструзионный пенополистирол.При выборе утеплителя следует обратить внимание на показатель теплопроводности. Чем он меньше, тем лучше, поскольку потребуется меньшая толщина слоя теплоизоляции.

При устройстве плитных энергоэффективных фундаментов также следует помнить о таком важном показателе – как прочность утеплителя на сжатие. Поскольку такие фундаменты утепляются снизу, утеплитель должен выдерживать вес целого дома, со всеми переменными нагрузками!

3.Выбор оптимальной толщины утеплителя

Через стены теряется до 20-30% тепла. Какую толщину утеплителя необходимо выбрать для строительства энергоэффективного дома?

В первую очередь толщина слоя утеплителя зависит от конструкций здания. Если при каркасной технологии, для Центрального региона России, рекомендуемая нормами толщина теплоизоляции составляет 150 мм, а оптимальная с точки зрения энергоэффективности толщина будет 250-300 мм, то при строительстве дома из пенобетона, эффективная толщина составит 150-200 мм, при нормативной 80 мм. Для крыши следует использовать не менее 250-300 мм утеплителя. Помимо оптимальной толщины, при выборе утеплителя надо учитывать, что теплоизоляция выпускается различных марок для применения в различных строительных конструкциях, где каждый вид продукта решает определенную задачу и отвечает соответствующим требованиям.

Возведение энергоэффективного дома предполагает баланс между стоимостью материалов и качественной теплоизоляцией стен и крыши. Поэтому, нет необходимости увеличивать слой утеплителя больше чем на 30% от рекомендованной величины. Иначе увеличивается смета, и проект становится нерентабелен.

4. Чем толще стены – тем теплее дом?

Подразумевая энергоэффективность частного дома нужно думать не только о снижении внутреннего потребления энергии, но также и о дополнительных способах аккумулирования тепла, которые позволят снизить расходы на отопление. Существует заблуждение, что чем толще кладка стены строящегося дома, тем он будет теплее, но так ли это на самом деле?

Есть принципы и технологии, которые необходимо использовать при проектировании и строительстве. А энергоэффективность дома в первую очередь будет зависеть от толщины используемого утеплителя.

Так какими принципами и технологиями нужно всё же руководствоваться при строительстве энергоэффективного дома?

В первую очередь застройщик должен понять, что основной принцип строительства энергоэффективного дома заключается в экономии тепловой энергии. Современные технологии позволяют уменьшить тепловые потери дома, до величины внутреннего излучения от людей и электроприборов.Несколькосложнее дела обстоят с электроэнергией и горячим водоснабжением. Их потребление, как правило, сильно снизить не удается, т. к. они в основном зависят от привычек хозяев и напрямую влияют на комфорт проживания.

Потенциальный заказчик должен вначале заказать проект в серьезной проектной организации, с опытом проектирования энергоэффективных домов;

Еще на этапе проектирования, необходимо предусмотреть использование в конструкции дома современных видов утеплителей. Этим мы закладываем высокую величину сопротивления теплопередаче;

Так как через окна теряется примерно 15-25% тепла, то необходимо использовать остекление со стеклопакетами из трех стекол с аргоновым заполнением.

Энергосберегающий дом

Как с минимальными затратами возвести современный энергосберегающий дом. О том, что современный дом должен быть энергосберегающим, писалось уже неоднократно. Сегодня мы представляем вашему вниманию фоторепортаж и подробное описание строительства такого дома, причем, весьма оригинального с точки зрения, как архитектуры, так и технологии возведения. И самое главное, достаточно недорогого для данного класса домов.

Этот дом, построенный под патронажем фирмы «Rockwool» в подмосковном посёлке Назарьево, отличается весьма высокими показателями энергосбережения при небольшой стоимости. Наверное, поэтому он и получил своё название - Green Balance. Здание построено для обычной российской семьи. При его возведении использованы оригинальные технологические приёмы, которые заслуживают внимания.

Никому не нужно энергосбережение, если дом баснословно дорог и при этом неудобен для проживания. Но к сожалению, многие здания, возводимые в последние годы в связи с модой на энергоэффективность, как раз этим и страдают. Тем не менее, возможно, при всей их некомфортности они позволяют экономить энергию даже лучше, чем дом Green Balance. Происходит это потому, что энергосбережение при проектировании становится самоцелью, а об удобстве будущих владельцев жилища архитектор думает в последнюю очередь. Создавая проект Green Balance, доказали, что проектировать энергоэффективный дом можно и нужно, думая, прежде всего об удобстве эксплуатации, а энергосбережение при этом должно быть лишь одной из составляющих комфорта.

И ещё одно: можно, как говорят архитекторы, «переводить калифорнийскую архитектуру на русские рельсы» - то есть слепо копировать западные проекты. А можно взять лучшее, что есть в них, - эффективность, качество, быстровозводимость и т. п. - и заложить это в проект, учитывающий и чисто российские особенности и традиции. Только тогда получится дом, удобный для проживания и «родной» для его обитателей. В данном проекте удалось воплотить в реальность все эти идеи. Впрочем, судите сами. Дом Green Balance при его высоких теплосберегающих характеристиках и уровне комфорта действительно оказался достаточно недорогим. Это получилось прежде всего благодаря тому, что в его конструкции использовано множество новых разработок, созданных нами именно для данного экспериментального проекта.

Оптимизируем все, от стоимости до планировки

Поскольку владельцы дома - люди далеко не богатые, они попросили, чтобы стоимость 1 м² с отделкой была недорогой.

в доме установлены пластиковые окна;
на пол уложены ламинат, ковролин и лакированная фанера;
белые гипсокартонные стены покрыты фактурной краской, а части деревянного каркаса - лаком;
использованы сантехника эконом класса и встроенные в потолок и недорогие светильники;
весьма оригинальные лестницы, изготовленные строительным способом, безопасны для детей

То есть дом площадью около 200 м² (без мансарды) обеспечен всем, что нужно для жизни, и при этом достигнут необходимый уровень комфорта. В доме три санузла, две кухни (одна оборудована полностью, вторая - частично), финская баня (правда, пока без купели), четыре изолированные спальни и большое зонированное общественное пространство, включающее зимний сад. Поэтому места здесь хватает и детям, и взрослым, и даже гостям.

Оптимален дом и с точки зрения планировки. Спальня владельцев и две детские находятся на третьем этаже. На втором, куда можно попасть сразу с главного входа, - спальня для родителей хозяев (им трудно подниматься на третий этаж), хозяйская кухня и гостиная. На первом этаже - общественные и технические помещения, баня и ещё одна кухня. Такое расположение исключает хаотичное перемещение жильцов с нижнего этажа на самый верхний: члены семьи весь день могут проводить в общественных зонах первого и второго уровней, а на третий (спальный) подниматься только вечером. Если приехали друзья, они могут расположиться на первом этаже. В том случае, если гостей много или одновременно пришли две разные компании, можно открыть для посещения и второй этаж (при этом в хозяйскую спальню и детские доступ будет по-прежнему ограничен).

Дом не только тёплый, но и светлый : его довольно толстые энергосберегающие стены оптимально сочетаются с большими светопрозрачными конструкциями, создающими ощущение простора. Конечно, при этом сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций оказалось несколько неравномерным, но в целом оно сбалансировано и соответствует заданным требованиям: у дома Green Balance данный показатель близок к 7 м² х °С/Вт, что чуть ниже европейских нормативов для пассивных зданий (8-10 м² х °С/Вт). Как этого добились?

Компактно и тепло

Чтобы дом эффективно сберегал энергию, недостаточно заложить в его стены толстый слой утеплителя. Он должен быть компактным. Чем компактнее здание, тем проще сохранять в нём тепло, и к тому же стоить оно будет дешевле. Поясним это утверждение.

Можно построить энергоэффективный одноэтажный дом площадью 200 м², но он получится очень дорогим из-за огромной площади фундамента и стен. Другое дело - трёхэтажное здание той же площади. Оно гораздо более компактно, а следовательно, решить задачу удержания тепла внутри его можно значительно быстрее и дешевле. А фундамент у него будет почти в 3 раза меньше (кстати, стоимость основания составляет 30 — 40 % от общей цены дома). Чтобы сделать фундамент ещё дешевле и одновременно снизить теплопотери, архитекторы применили два оригинальных приёма. Во-первых, поставили дом на плавающую монолитную «утеплённую» плиту, которая одновременно служит основанием пола первого этажа. Благодаря этому под зданием нет «закопанных» в землю массивных конструкций, которые забирают тепло. Во-вторых, заглубили первый этаж на 1 м ниже отметки грунта, создав с одной стороны постройки земляную подсыпку на всю высоту первого этажа. Она позволила решить сразу две задачи: искусственно заглубить основание ниже точки промерзания грунта и устроить главный вход в дом на уровне второго этажа.

Таким образом, первый этаж оказался под землёй, но не полностью, а лишь частично. Это позволило ему остаться полноценным жилым этажом. В той части здания, которая не заглублена в землю, обустроили общественные помещения. Днём свет в них поступает сквозь высокие панорамные окна. В конструкции последних предусмотрена и дверь - через неё можно выйти на примыкающую к дому площадку для отдыха. Там, где стены первого этажа засыпаны землёй, находятся помещения, которым окна не требуются: финская баня, санузел и т. п. Котельная, расположенная в этой части дома, имеет отдельный вход со стеклянной дверью. Теперь, когда мы разобрались с основными, заложенными в проект идеями, рассмотрим, как их воплощали в жизнь на строительной площадке.

Котлован и фундамент

Сначала выполнили разметку участка и выставили так называемые обноски. Затем сняли плодородный слой грунта (он пригодится для ландшафтных работ) и выкопали котлован глубиной 1 м не только под самим домом, но и под «патио» - площадкой, на которую будут выходить окна первого этажа. Грунт не вывозили, а сразу подсыпали на указанные в проекте места. Дно котлована вручную выровняли и закрыли песчаной подушкой толщиной около 10 см.

Основанием дома стала монолитная плита с прямоугольными рёбрами, расположенными в виде сетки. Шаг последней был переменным: под той частью дома, где стены каменные, он меньше, под каркасной - больше. Такая конструкция (она представляет собой ноу-хау архитекторов и на фотографиях подробно не показана) позволяет уравнять давление, которое оказывают на грунт части здания, имеющие различный вес (в данном случае - каменная и каркасная).

Прежде чем приступить к возведению монолитной оребрённой плиты основания, к дону подвели трубы канализации и водопровода (они поселковые), их утеплили и подняли над уровнем будущего пола (а). Чтобы приподнять один ряд дорожной сетки над другим, обычно применяют пластиковые элементы. Для экономии вместо них использовали подручный материал (б)

Под силовые рёбра выкопали траншеи глубиной около 50 см и шириной 30 см. Их полностью засыпали песчано-гравийной смесью (ПГС) толщиной примерно 40 см. ПГС и песок тщательно утрамбовали. Между будущими рёбрами на песчаную подсыпку уложили в несколько слоев гидроизоляцию, а на неё - плиты «Rockwool Флор Баттс» общей толщиной 120 мм и прикрыли их слоем гидроизоляции. Затем в образовавшихся между плитами утеплителя «канавках» создали из арматуры диаметром 12 мм каркас будущих рёбер. После этого по всей площади фундамента уложили в два слоя дорожную сетку из проволоки диаметром 5 мм с ячейками 100 х 100 мм, связав её с арматурой силовых рёбер. Далее в местах расположения стоек силового деревянного каркаса дома к арматуре вертикально присоединили металлические стержни, к которым будут крепиться «башмаки », удерживающие стойки от горизонтального смещения. Наконец из бетона марки М300 отлили плиту с рёбрами сечением 300 х 300 мм и толщиной «стяжки» 80 мм.

Возведение стен подвала

Наружную стену первого этажа, которая впоследствии окажется ниже уровня грунта, изготовили из кирпича, причём весьма оригинальным способом. Вначале торчащую из-под основания гидроизоляцию загнули вверх и герметично приклеили к торцевой поверхности плиты. Затем вдоль контура стены установили лист сотового поликарбоната толщиной 5 мм, закрепив его в вертикальном положении с помощью деревянных стоек, и герметично приклеили к слою гидроизоляции. Таким образом, ещё до возведения самой стены решили проблему её изоляции от поступающей из фунта влаги. Эта изоляция была сплошной- она состояла из одного листа сотового поликарбоната длиной 12 м. Возвести саму дугообразную стену толщиной в полкирпича (она тонкая, так как является не несущей, а служит всего лишь подпорной стенкой для фунта) было, как говорится, делом техники.

Стену «подвала» гидроизолировали с помощью сотового поликарбоната (а); в многослойной внешней стене дома (б) внешнюю (декоративную) и внутреннюю (несущую) стенки через каждые шесть рядов кладки связывали между собой арматурной сеткой (в)

Силовой каркас и стены

Наружные стены здания комбинированные - частично кирпичные, частично каркасные. Почему так? Кирпичные стены из-за своей большой массы обладают довольно значительной теплоёмкостью, иногда даже излишней. Стены каркасного дома имеют минимальную массу и поэтому отличаются невысокой теплоёмкостью. Комбинация двух материалов даёт ряд существенных преимуществ. Во-первых, она позволяет переложить часть нагрузки с каркаса на гораздо более мощные кирпичные конструкции. Во-вторых, даёт возможность уравнять теплоёмкость стен дома в целом (каменная стена будет работать как пассивный аккумулятор). В-третьих, кирпичные стены станут надёжной опорой для бетонных стяжек в ванных комнатах и санузлах.

Деревянный каркас и кирпичные стены возводили параллельно . Сопряжение частей деревянного каркаса с кладкой выполняли через прокладки из утеплителя. Это позволило создать «скользящую посадку», которая и дала возможность нивелировать разницу величин температурного расширения кирпича и дерева.

Каменные стены многослойные: они состоят из двух кирпичных стенок и уложенного между ними слоя утеплителя «Rockwool Венти Баттс» толщиной 100 мм. Толщина внутренней опорной стены- 380 мм (полтора кирпича). Внешняя стенка, выложенная из более дорогого облицовочного кирпича, имеет толщину 120 мм (полкирпича). Деревянные стойки каркаса сечением 150 х 150 мм установили в стальные подпятники. На них закрепили ригели - горизонтальные деревянные балки сечением 200 х 120 мм, которые изготовили на месте, склеивая и скрепляя саморезами доски сечением 200 х 4О мм (балка позволяет перекрывать пролёты до 8 м). Затем, уже опираясь на ригели, создали конструкцию перекрытия (о ней чуть позже).

А где же каркасные стены? Их пока нет. При возведении этого здания использовали практически тот же приём, что и при строительстве многоэтажного дома из монолитного бетона: сначала соорудили несущую «этажерку», а потом опёрли на неё внешние ненесущие ограждения. То есть возведённая силовая каркасная «этажерка» являлась самонесущей конструкцией. Единственное отличие от бетонного аналога в том, что в момент создания её надо было удерживать от боковых колебаний временными раскосами. После того как соорудили кирпичные стены, образующие весьма жёсткую угловую конструкцию, и соединили их с каркасом, именно они стали защищать последний от боковых колебаний. Все временные раскосы сняли.

Решетчатые перекрытия

У перекрытий дома необычная конструкция - решётчатая. Они созданы из устанавливаемых на узкую кромку досок сечением 100 х 40 мм, расположенных с шагом 600 мм в двух перпендикулярных друг другу рядах (по высоте). При этом нижний ряд досок опирается на прикреплённые к стойкам балки-ригели. Снизу к кромкам «решётки» плашмя подшили доски сечением 100 х 20 мм. Сверху на «решётку » уложили настил из ОСП-плит толщиной 8 мм, поверх которого так же, как снизу - «клеткой», - прибили доски 100 х 20 мм, и уже к ним прикрепили сплошной настил пола из ОСП-плит толщиной 18 мм.

Расположенные перпендикулярно друг другу два ряда досок в междуэтажном перекрытии образуют пространственную решётку с размером ячеек 600 * 600 мм (а, б). В готовом виде такое перекрытие представляет собой сплошную решётчатую ферму, способную выдерживать нагрузки до 250 кг/м²

Чтобы обеспечить звуковой комфорт, перекрытие изолировали плитами «Rockwool Акустик Баттс», а сверху на «решётку» (прежде чем создавать настил из ОСП-плит толщиной 8 мм) уложили вспененный фольгированный материал (фольгоизол). Он одновременно служит и «амортизатором» для сплошного настила пола, и отражателем тепла, а также света, если в решётку снизу будет встроен светильник. Следует отметить, что даже при перекрывании пролётов шириной до 8 м толщина перекрытия не превышает 300 мм - клеёные балки-ригели, на которые опирается «решётка», остаются в интерьере и не уменьшают видимую высоту потолков.

И ещё один любопытный момент. Внешний контур решётчатого перекрытия в момент возведения лишь приблизительно совпадает с внешним контуром будущих наружных стен дома. Точные размеры оно приобретает позднее - при создании каркаса обшивки внешних стен, когда края перекрытия опиливают. В решётчатом перекрытии можно выпиливать проёмы произвольной формы, только необходимо укрепить их края. Внутренние перегородки допускается устанавливать в любом месте.

Кровельное перекрытие (а, б) отличается от междуэтажного тем, что его решётку образуют не два, а три ряда стоящих на узкой кромке досок. Эта позволяет усилить несущую способность конструкции и увеличить толщину слоя укладываемого утеплителя (в), что для кровли просто необходимо

«Решётку» кровельного перекрытия создали не из двух, а из трёх рядов стоящих на узкой кромке досок. Поверх неё уложили сплошной настил из ОСП-плит толщиной 12 мм, а на него- рулонный кровельный материал в несколько слоёв. Форма кровельного перекрытия довольно оригинальна- оно односкатное (уклон кровли составляет около 7-10°), но не плоское, а как бы закрученное по спирали.

Кровельное перекрытие тщательно утеплили (а), а затем по нему сделали сплошной настил из ОСП-плит (б), стыки которых герметизировали битумной мастикой

Каркасные стены

Кровельное перекрытие и перекрытие первого этажа по периметру обрезали по заданному проектом контуру. После этого их утеплили, используя плиты «Rockwool Лайт Баттс». Далее к «решёткам» обоих перекрытий с шагом 600 мм вертикально прикрепили доски сечением 100 х 50 мм, создав из них каркас наружных стен. Когда их контур полностью обрисовался, по нему обрезали края перекрытия второго этажа.

Каркас наружных стен создали из досок сечением 100 х 50 им, прикреплённых к силовым «решёткам» перекрытий. Такой необычный приём позволяет возводить стены, произвольные по форме и ушу наклона

Затем в местах, предусмотренных проектом, каркас обшили ОСП- плитами толщиной 9 мм. Плиты прибивали к каркасу, оставляя между ними горизонтальные щели шириной 2 см. Они по замыслу архитекторов должны обеспечивать возможность выхода наружу из влажных помещений или зимнего сада паров воды, попавших в смонтированный на стенах изнутри дома утеплитель. Проникнув сквозь щели во внешнее утепление, эти пары затем смогут выйти из него в атмосферу. В дальнейшем стены были оштукатурены и окрашены.

Внутренние перегородки в доме имеют металлодеревянную каркасную конструкцию (а). Для звукоизоляции внутрь них заложили утеплитель «Rockwool Акустик Баттс», который с обеих сторон прикрыли сначала пароизоляцией, а затем листами гипсокартона (б)

Каркасные стены дома и торцы перекрытий всех этажей изнутри утеплили каменной ватой «Rockwool Лайт Баттс». Утеплитель сверху прикрыли фольгоизолом (его устанавливают фольгой внутрь помещения), создав таким образом пароизоляцию, отражающую тепло (а, б). Поверх неё смонтировали каркас из металлопрофилей, который обшили листами гипсокартона

Светопрозрачные конструкции

ОСП-плиты прибили к каркасу только в местах, предусмотренных проектом. Дело в том, что значительную часть фасада обшили листами сотового поликарбоната толщиной 25 мм, которые с торцов тщательно загерметизировали. В чём плюсы такой отделки? Благодаря применению листов размером 12 х 2 м создаваемые с их помощью «стены» практически не продуваются. И хотя теплосберегающие характеристики поликарбоната толщиной 25 мм практически такие же, как двухкамерного стеклопакета, собранная с его использованием светопрозрачная конструкция значительно теплее, чем остеклённая такой же площади.

В доме использованы и обычные стеклянные окна и двери. Их рамы выполнены из пятикамерного ПВХ-профиля (самый экономичный вариант) и оснащены двухкамерными стеклопакетами, которые изготовлены с применением низкоэмиссионного i-стекла и заполнены инертным газом.

Общественные помещения дома освещают встроенные в потолок светильники (а). Лестницу изготовили на месте, её ступени с одной стороны опёрли на стену (б, в), с другой прикрепили металлоэлементами к мощной балке - косоуру

Чтобы уменьшить теплопотери в зоне примыкания окон к кирпичной стене, их крепили следующим образом. При возведении стен по периметру оконных проёмов оставили пазы сечением 120 х 120 мм, в которые перед монтажом окон вкладывали нарезанные из утеплителя полосы. Окна устанавливали на анкерные пластины, прикрепляемые к кирпичной кладке проёма со стороны помещения. При монтаже утеплитель слегка поджимали, чтобы он, распрямившись после установки окон, сам прикрыл щель между рамой и проёмом. В дальнейшем оконные откосы снаружи оштукатурили.

При наружной отделке утеплённые не только снаружи, но и изнутри (а) каркасные стены дома оштукатурили по армирующей сетке составом Rockfacade, а затем окрасили ярко-оранжевой фасадной краской (б, в)

Система отопления

Несколько необычно организована подача теплоносителя к обогревающим устройствам: он поступает наверх, а затем самотёком расходится по системе отопления. В обычном режиме воду наверх подаёт электронасос, а в отсутствие электроснабжения она направляется туда за счёт так называемой гравитационной циркуляции. Последнюю обеспечивает подающий воду наверх стояк, который состоит не из одной, а из двух труб диаметром 32 мм (клапан, открывающий подачу теплоносителя через вторую трубу, срабатывает, когда в сети исчезает напряжение).

Создавая «тёплые стены», в качестве последнего слоя при утеплении уложили фольгированный материал «Rockwool Lamella Mat» (а). Чтобы полипропиленовые трубы системы не провисали под действием температуры, их поместили в короба из стального оцинкованного профиля (б). На первом этаже и в помещениях санузлов смонтировали водяные тёплые полы (в)

В доме использованы сразу три системы обогрева . Первая - водяные тёплые полы , смонтированные на первом этаже, а также в санузлах. Вторая - конвекторы , установленные под большими светопрозрачными конструкциями. Третья - тёплые стены . Их мы рассмотрим подробно. К этим утеплённым и покрытым фольгой стенам в горизонтальном положении прикрепили стальные профили шириной 27 мм, в которые змейкой уложили полипропиленовые трубы диаметром 20 мм. Поверх последних смонтировали профили металлокаркаса и закрыли их гипсокартоном.

Сердцем системы вентиляции стала рекуперативная приточно-вытяжная установка, размещённая в котельной (а). Воздуховоды системы проложены внутри решётчатых перекрытий. Видимой осталась только труба воздухозабора (б)

«Тёплая стена» передаёт тепло двумя способами - это излучение и конвекция. Лучистый обогрев создаётся в результате того, что трубы нагревают гипсокартон и он, в свою очередь, начинает излучать тепло в помещение.

Дом отапливает котёл мощностью 36 кВт, пока работающий на деревянных брикетах. Когда подведут газ, котёл переведут на это топливо. Отопительный дровяной котёл оснастили дымоходом из сандвич-трубы (а), который проложили в «шахте» с каркасом из металлопрофилей. В ней же смонтирован и стояк «выхлопа» системы вентиляции (б)

Конвективный обогрев возникает потому, что воздух через отверстия в нижней зоне обшивки проникает в пространство за гипсокартоном, где, нагреваясь, постепенно поднимается вверх и выходит в помещения через отверстия в верхней зоне обшивки.

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

Проект пассивного дома со схемой размещения всех коммуникаций

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема для монтажа солнечных батарей

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

Технологии строительства энергосберегающего дома

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

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

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

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

Схема устройства теплоизоляции и вентиляции частного энергоэффективного дома

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

Ориентация энергосберегающего дома на участке

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

Форма пассивного дома

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

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

Один из вариантов формы конструкции пассивного дома

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

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

Таблица теплопотерь через окна

Окна в энергосберегающем доме располагаются по следующему принципу:

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

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

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

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

Внутренняя планировка пассивного дома

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

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

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.

Расчитайте приблизительную стоимость строительства энергоэффективного дома, используя строительный калькулятор .

Что же такое энергоэффективный дом?

Это дом, в котором:

обеспечиваются минимальные потери тепла через ограждающие конструкции за счет увеличения толщины теплоизоляции стен и применения эффективных современных утеплителей

применяются окна и наружные двери с высоким сопротивлением теплопередачи

обеспечивается высокая герметичность здания и контролируется весь воздухообмен с помощью приточно-вытяжных вентиляционных систем с рекуперацией тепла, что снижает потери тепла при вентиляции помещения

Выполнение вышеуказанных условий обеспечивает в доме низкое и сверхнизкое энергопотребление. В Германии хорошими показателями энергоэффективного дома считаются, когда на 1 м² отапливаемой площади в год расходуется не более 1,5…3 литра условного топлива, т.е. не более 15...30 кВт ч/м² в год.

По теории немецких ученых, в любой местности есть свои специфические (для данной местности) природные возобновляемые источники, которые в случае низкого энергопотребления могут полностью заменить традиционные источники энергоресурсов и обеспечить комфортное проживание в доме.

Низкое энергопотребление дома дает возможность использовать возобновляемые источники энергии окружающей среды. При этом источники энергии могут быть различных видов: геотермальная энергия Земли, солнечная энергия, энергия ветра, энергия воды. В приморской зоне, например, ветрогенераторы и приливные электростанции . В горной местности - ветрогенераторы и геотермальные системы . В равнинной местности - геотермальные, солнечные установки и т.д. Такое использование окружающей среды является экологически безопасным, обеспечивает сохранность окружающей среды, а самое главное, дает независимость от постоянно растущих цен на энергоресурсы.

Несмотря на высокую стоимость оборудования, необходимого для получения тепла из возобновляемых источников энергии, оно становится конкурентоспособным традиционному оборудованию, работающему на газе, электричестве, дровах и угле, так как текущие эксплуатационные затраты минимальны и практически не зависят от роста цен. К тому же за последнее время стоимость этого оборудования, которое в недалеком прошлом была фантастической, значительно снизилась и с каждым годом продолжает снижаться.

Строительство индивидуальных малоэтажных энергоэффективных жилых домов в России

В настоящее время, индивидуальные малоэтажные энергоэффективные дома для большинства населения России являются несбыточной мечтой. Единичные экземпляры, построенные в последнее время, по стоимости (более 100 тыс. руб./м²) значительно превышают стоимость обычных домов, рассчитанных по действующим в России нормам.

Специалистам ООО «ИнтерСтрой» была поставлена задача, разработать проект и построить опытный образец энергоэффективного индивидуального малоэтажного дома, по стоимости, не превышающей среднюю стоимость обычного загородного дома (ориентировочно не более 60 тыс. руб./м²).

В дальнейшем, по итогам мониторинга эксплуатационных свойств строящегося здания, планируется продолжить оптимизацию затрат и снизить стоимость строительства еще на 10-15%. Такое условие необходимо для реализации массового строительства домов такого класса в местности с ограниченными энергоресурсами (отсутствие электричества, газа).

Предварительный выбор основных архитектурных и технических решений

До принятия основного варианта «пилотного проекта» индивидуального малоэтажного жилого дома, специалистами ООО «Институт пассивного дома», были проанализированы несколько вариантов планировочных и конструктивных решений, а также сделаны предварительные расчеты для подбора видов утеплителей и их толщин.

С целью снижения стоимости дома, была принята прямоугольная форма дома в плане, позволившая минимизировать объем наружных стен на единицу площади здания.

Особое внимание было уделено выбору конструкции наружных стен. В результате сравнения различных материалов (кирпич, пеноблоки, деревянный каркас и т.д.), в качестве несущих и ограждающих конструкций, было решено использовать монолитные железобетонные конструкции. Бетонные стены имеют плотную структуру, что позволяет более качественно выполнить требуемую герметизацию внутреннего объема, необходимого для контроля и управления воздухообменом с целью минимизации тепловых потерь и максимального сохранения тепла (до 80%). Также обеспечивается высокая несущая способность при минимальных толщинах, что существенно снижает объем конструкций и уменьшает стоимость и сроки выполнения работ.

В качестве утеплителя, среди огромного многообразия материалов представленных на сегодняшний день (жесткие, мягкие, минеральные, синтетические, «задувные» и т.п.), был выбран плитный минераловатный утеплитель нового поколения, производимый компанией «SAINT-GOBAIN» . Кроме того, была достигнута договоренность о совместной разработке с компанией «SAINT-GOBAIN» узлов крепления утеплителя (толщиной 400 мм и более) к бетонной поверхности наружных стен.

Внешний вид здания

Основные проектные решения здания

Архитектурно-планировочные решения

Архитекторами была принята модульная концепция планировки здания, при использовании которой, можно реализовать примыкание модулей в различных направлениях.

Модуль представляет квадрат с внутренними размерами 9,6×9,6 метров общей площадью около 90 м². Квадратная форма была принята для снижения материалоемкости наружных дорогостоящих стен из расчета на 1 м² площади.

Модульная планировка дает возможность строить дома площадью: 90 м², 135 м², 180 м², 225 м², 270 м² и т.д.

Фундамент

Фундамент выполнен в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 300 мм, cтены подвального этажа выполнены из монолитного железобетона толщиной 150 мм.

Конструкции стен первого, второго и третьего этажей

Наружные стены – несущие, выполнены из монолитного железобетона толщиной 150 мм с последующим утеплением минераловатными плитами, с наружной отделкой вентилируемыми фасадами и частично штукатурными фасадами. Внутренние стены, кроме двух простенков лестницы и первого простенка коммуникационной шахты, могут выполняться из любых стеновых материалов по желанию заказчика (кирпич, пазогребневые блоки, ГКЛ и т.п.).

Перекрытия

Междуэтажные перекрытия - безбалочные монолитные железобетонные, толщиной 160 мм, с опорой на наружные стены, простенки лестницы и коммуникационной шахты. Монолитное перекрытие с большим пролетом дает возможность архитекторам, при оформлении интерьера, выполнить любую индивидуальную планировку и удовлетворить самые строгие запросы заказчика.

Кровля

Кровля принята частично не эксплуатируемой с односкатным радиусным закруглением с внутренним водостоком и частично эксплуатируемой с плоским скатом. Утепление радиусной кровли принято из минераловатных плит «ISOVER» толщиной 600 мм. Утепление плоской кровли – 450 мм экструзивного пенополистирола. Различные решения приняты для того, чтобы показать возможность использования в данном проекте разнообразных видов кровель (как плоских, так и сложных с криволинейным контуром, а также различных видов одно, двух, четырех скатных).

Тепловая оболочка здания

Утепление здания начинается с основания под фундаментную плиту утеплителем из экструзивного пенополистирола толщиной 300 мм. Далее осуществляется утепление стен подвала утеплителем XPS толщиной 350 мм. Утепление наружных стен выполнено минераловатными плитами толщиной 400 мм. Для утепления кровли, парапетов и карнизов используются утеплители с малым объемным весом, как плотной структуры, так и неплотной (экструдированный пенополистирол, «ISOVER» и т.п.). Выбор различных материалов теплоизоляции связан с тем, что утеплению подлежат конструкции, работающие в разных условиях (фундамент, стены подвала, наружные стены, кровля).

Для крепления полужесткого утеплителя на стенах разработаны 2 варианта подсистем вентилируемого и «мокрого» фасада. Одна подсистема состоит из двутавровых балок, выполненных из ОSB, установленных вертикально, с заполнением пространства между фермами утеплителем типа «ISOVER». Вторая - из металлических кронштейнов и деревянных брусков, выполненных в виде каркаса, с заполнением утеплителем типа «ISOVER». Совместно с компанией «Saint-Gobain» продолжаются разработки и других видов унифицированных подсистем с целью их удешевления и улучшения характеристик (для возможности крепления утеплителя толщиной 400 мм, 500 мм и более).

Наружное остекление и двери

В связи с тем, что тепловой расчет экспериментального дома производился по стандартам Германии, архитекторам была поставлена сложная задача. При проектировании остекления дома строго учитывалась ориентация дома по сторонам света. Минимальное остекление принято на северной стороне, максимальное - на южной. В жаркое летнее время на фасаде дома предусмотрена система автоматической солнцезащиты. С целью снижения теплопотерь предусмотрен один вход. Применяемые окна и двери должны удовлетворять следующим требованиям проекта: Rо = 1,19 – 1,20 (м² С)/Вт.

Наружные декоративные элементы фасадов

Имеются различные технические решения, которые позволяют снять проблемы промерзания через эти элементы. Однако они нередко дороги и использование их в строительстве приведет к излишнему удорожанию. Поэтому в данном проекте элементами отделки фасада являются различные сочетания вентилируемого фасада и наружной фасадной штукатурки. Имеющиеся в настоящее время на строительном рынке разновидности этих материалов позволяют удовлетворить вкус самого требовательного заказчика.

Умелое сочетание различных видов отделки вентилируемых фасадов, использование различных цветов наружной окраски участков стен, а также применение разных конструкций кровли позволяет архитекторам предложить заказчикам большое разнообразие не похожих друг на друга домов.

Внутренняя планировка

Все помещения с максимальным пребыванием людей сосредоточены с южной стороны, где возможно максимальное остекление. Помещения технического и бытового назначения располагаются в основном с северной стороны, где наружное остекление отсутствует или оно минимальное. От помещений с двойным светом решено было отказаться, ввиду значительного ухудшения теплотехнических характеристик здания.

Инженерное оборудование дома

Водоснабжение

На территории участка предусмотрена скважина. Скважина обеспечивает все потребности дома. Автоматика управления насосом и все оборудование для подачи воды находится в колодце, оборудованном над оголовком скважины.

Внутри здания в подвале предусмотрен узел ввода, оборудованный необходимой запорной арматурой, фильтрами тонкой очистки воды и счетчиками расхода воды.

Подогрев горячей воды осуществляется совместно с помощью теплового насоса и солнечных коллекторов, а в случае отказа одной из систем – подогрев обеспечивается с помощью резервного источника (в данном проекте – газовый котел).

В случае поломки насоса, в доме предусмотрен аварийный запас питьевой воды в объеме 1000 литров.

Водостоки и ливневая канализация

Кровля состоит из плоской части с площадью около 45 м² и односкатной с переменным уклоном - 75 м². На плоской кровле сток воды осуществляется по уклонам в сторону воронок, расположенных в углах здания. На наклонной кровле сток воды также осуществляется по уклонам к водосточным воронкам, находящимся в самых нижних точках по углам здания.

Вся отведенная дождевая и талая вода направляется в дренажные колодцы пристенного дренажа дома.

Возможно применение на плоской кровле внутренних водостоков с накопительной емкостью дождевой воды в подвале или заглубленной емкости в земле (для использования на полив).

Канализация

Проектом предусмотрены два вида канализации:

1. Для подвала предусмотрена напорная канализация с использованием установки СОЛОЛИФТ (для санузла, душевых кабин и трапа сбора воды с пола моечного помещения и сауны) и дренажного насоса (для откачки воды из приямка технического помещения в процессе эксплуатации).

2. Для остальной части дома предусмотрена самотечная канализация с одним вертикальным стояком в технологической шахте, горизонтальным участком под потолком подвала и выпуском из здания в подвале на высоте 1 м от чистого пола.

Самотечная канализация выводит бытовые стоки в септик. Септик марки «Тверь», предусмотренный в данном проекте, расположен в 3-х метрах от северной стены дома.

Отопление

Изначально в данном проекте ставилась задача использования нетрадиционных, экологически чистых, возобновляемых энергетических источников тепла. Было принято использовать в качестве энергетического источника тепловые насосы (использующие геотермальное тепло Земли) и солнечные коллекторы, использующие энергию Солнца. Вырабатываемое этими установками тепло, по расчетам организации ООО «Компания ЭНСО ИНТЕРНЭШНЛ», достаточно для подогрева воды и обеспечения дома теплом на протяжении всего года. В связи с тем, что теплопотери энергоэффективного дома значительно ниже, чем в обычном доме, то требуемая мощность тепловых установок не превышает 10 кВт.

Обеспечение получения этой мощности возможно с двух скважин общей глубиной около 200 м (50 Вт с каждого погонного метра скважины на 200 метров = 10 кВт).

В качестве резервной энергетической установки принят газовый котел (возможны и другие виды энергетических установок: котлы, работающие на дровах, угле, дизельном топливе, электричестве и т.д.).

Проект отопления с помощью совместной работы теплового насоса и солнечного коллектора выполнен организацией ООО «Компания ЭНСО ИНТЕРНЭШНЛ».

В данном проекте для отопления и ГВС предложена модульная система TYRRO c геотермальным грунтовым (горизонтальным или вертикальным) теплообменником и функцией «freecooling» в летнее время.

Солнечные коллекторы предлагается ставить на специальных кронштейнах на плоской кровле с южной или юго-западной стороны здания. Их площадь определяется в процессе проектирования, исходя из архитектурных и инженерных соображений. Солнечное тепло в летнее время будет направлено на подогрев грунта в месте установки грунтового теплообменника, а также на подогрев воды в бассейне и воды для полива растений. В зимнее время часть низкотемпературного тепла будет направлено на подогрев теплового насоса.

Также предусматривается подогрев воздуха через систему вентиляции в зимнее время, и охлаждение в летнее время. Во время, когда тепловой насос будет нагревать воду, с другой стороны насоса в испарительном контуре (коллектор, находящийся в земле) будет охлаждаться грунт, повышая эффективность охлаждения в режиме «freecooling» .

Вентиляция

В настоящем проекте дома предусмотрена принудительная вентиляция с применением приточно-вытяжных вентиляционных установок с рекуперацией тепла. Применение принудительной вентиляции имеет как достоинства, так и недостатки.

Недостатками этой системы, по сравнению с естественной вентиляцией, являются:

постоянная работа вентиляционного оборудования и шум от его работы

большие единовременные затраты на оборудование и его последующее сервисное техническое обслуживание

необходимость в замене фильтров очистки воздуха

Достоинством является - возможность качественной очистки подаваемого воздуха, что является важным показателем для здоровья людей, особенно страдающих аллергическими и легочными заболеваниями. Чистота окружающего воздуха, как в городе, так и в сельской местности, оставляет желать лучшего. В городе - копоть, отработанные газы машин и т.п. В сельской местности - микрочастицы от цветения растений, вызывающих аллергические заболевания и т.п.

Контроль и управление воздухообменом дает возможность обеспечить в любом помещении, в зависимости от ситуации, поступления достаточного количества воздуха, соответственно и кислорода, что качественно улучшает работу организма человека, особенно его мозга.

Возможность рекуперации тепла от уходящего в атмосферу воздуха дает главную экономию энергопотребления. Современные установки рекуперации позволяют возвращать до 90% тепла, выбрасываемого из дома вместе с воздухом в системах традиционной естественной вентиляции. Это позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты по теплу и дает значительную экономию бюджета.

Для обеспечения в доме вентиляции в случае отключения электричества, предусмотрена система естественной вентиляции. Для обеспечения ее работы и возможности циркуляции воздуха предусмотрены окна с режимом микропроветривания.

Для отвода отработанных газов от газового котла, являющегося резервным источником тепла, предусмотрен отдельный дымоход с выходом на крышу. Забор воздуха для работы котла осуществляется с улицы, а не из помещений.

Электрика

Согласно техническим условиям, на участок, где строится дом, выделено 10 кВт электроэнергии. Подключение дома осуществляется от распределительного электрического щита, установленного на столбе освещения.

В доме имеется свой распределительный щит. Предусмотрен стабилизатор напряжения. Горизонтальная разводка кабельных линий осуществляется на потолке (в кабель-каналах, лотках, в трубках ПНД). Вертикальная разводка питающих этажных кабельных линий - в технологической шахте в кабель-канале, а также скрытая по стенам, в штрабе, с последующей штукатуркой и окраской. Для подключения оборудования принята отдельная питающая линия.

Предусмотрено резервное электрообеспечение от небольшого дизельного генератора, который обеспечивает работу инженерного оборудования в случае аварийного отключения. Подключение и работа генератора происходит в автоматическом режиме и рассчитана на 8-10 часов бесперебойной работы. За это время все инженерные системы должны быть переведены в специальный режим или отключены (в зависимости от назначения того или другого оборудования).

Заземление

В доме предусмотрено заземление, принятое строительными нормами и правилами.

Молниезащита

В доме, для защиты в летнее время от молнии, предусмотрена молниезащита, которая соответствует действующим в России требованиям безопасности.

Эксплуатационные затраты и преимущества
энергоэффективного дома

Учитывая непрекращающийся в России рост цен на коммунальные услуги и энергоресурсы, дома такого класса дают возможность их владельцам значительно легче пережить повышающиеся затраты на услуги ЖКХ.

Представленный ниже рост цен на электричество и газ, не говоря о росте стоимости горячей воды, технического обслуживания и эксплуатации жилья показывает, что он в разы превышает статистический рост зарплаты среднего работающего россиянина. В случае, сохранения имеющейся динамики роста цен на услуги ЖКХ и роста средней зарплаты, в течении нескольких лет, оплата коммунальных услуг составит существенный, а может быть и основной объем расходов в бюджете рядовых российских граждан.

Динамика фактического роста цен на газ и электричество
с 2004 по 2014г.г. и, в случае сохранения имеющейся динамики
роста цен, на период с 2014 по 2024г.г.

По предварительным расчетам, дополнительные общестроительные затраты на обеспечение энергоэффективности здания и затраты на применение современного дорогостоящего инженерного оборудования, использующего альтернативные источники энергии, при действующих тарифах, оправдываются уже за 5-6 лет эксплуатации. С учетом прогнозируемого роста тарифов, в ближайшее время, срок окупаемости может сократиться до 2 лет.

Оценка затрат на отопление обычного дома с энергопотреблением порядка 150 кВт ч/м² год и энергоэффективного дома 25-30 кВт ч/м² год позволяет сделать вывод, что затраты на различные виды энергоресурсов (газ, электричество и т.д.) при эксплуатации энергоэффективного дома снижаются в 5-6 раз, и в случае продолжения роста тарифов, о чем свидетельствуют последние 10 лет, экономия только на отоплении поможет сохранить ваш бюджет.

Далее приведены расходы на отопление обычного дома с энергопотреблением 150 кВт ч/м² год и энергоэффективного дома с энергопотреблением 28 кВт ч/м² год с одинаковыми площадями по 300 м², и использованием различных типов энергоустановок (электрический котел, тепловой насос, газовый котел).

Расходы при эксплуатации элэктрического котла, руб./год

Расходы при эксплуатации газового котла, руб./год

Год	Обычный дом	Энергоэффективный дом
2024	116 545	21 755
2019	45 556	8 504
2014	27 303	5 097
2009	10 062	1 878
2004	5 966	1 114

В заключении

В процессе проектирования энергоэффективного дома, инженеры и архитекторы компании ООО «ИнтерСтрой», изучали опыт работы, консультировались у специалистов, как отечественных, так и зарубежных организаций, работающих в этом направлении. Многие из достижений и рекомендаций, которые достойны внимания, были реализованы при разработке индивидуального малоэтажного жилого дома серии «ИС-33э» .

Строительство энергоэффективных домов в России находится на начальной стадии своего развития. В процессе работы над данным проектом стало очевидным, что используемые нами современные достижения, технологические и технические решения - это только малая часть того, что используется в настоящий момент в зарубежных странах.

Нами запланировано много работы по изучению и внедрению отечественных и зарубежных разработок, которые наиболее оптимально подходят к климатическим условиям России.

Компанией ООО «ИнтерСтрой» запланировано несколько направлений по строительству энергоэффективных домов. Ниже представлены некоторые из них:

1. Продолжение поиска наиболее оптимальных архитектурных и технических решений с применением в конструкциях здания различных типов материалов, как традиционных, так и новых, более эффективных материалов для достижения снижения энергопотребления (ниже 28 кВт ч/м² год).

2. Вести дальнейшую работу по подбору инженерного оборудования и систем, работающих на возобновляемых источниках энергии, а также совмещать их с традиционным оборудованием, работающем на газе, электричестве, дизельном топливе, угле, дровах и т.д.

3. Завершить в текущем году строительство опытного образца индивидуального малоэтажного энергоэффективного дома (28 кВт ч/м² год), по стоимости, не превышающей среднюю стоимость (по московскому региону) обычного дома.

4. Произвести на данном объекте (после окончания строительства - следующие 2-3 года) комплексный мониторинг показателей работы инженерных систем и конструкций здания, что позволит:

повысить эффективность методик расчета энергоэффективности, применяемых к климатическим условиям России

проанализировать используемые строительные конструкции, строительные материалы, инженерное оборудование, технологические и технические решения для оценки возможности их дальнейшего применения

получить фактические расходы и эксплуатационные затраты по дому, с соответствующей расшифровкой по каждому направлению (отопление, ГВС, вентиляция, охлаждение, электроэнергия для инженерного оборудования, бытовых приборов и т.д.)

подготовить проектные, технические и технологические решения, для возможного снижения энергопотребления при строительстве последующих объектов, обеспечив конкурентоспособную стоимость, по сравнению со стоимостью обычного дом

Данные мониторинга необходимы для оптимизации и снижения стоимости строительства и последующих затрат. В свою очередь, снижение стоимости энергоэффективного дома, до стоимости, сопоставимой со стоимостью обычного дома, позволит ему занять достойное место на рынке жилья.

Очевидно, что для любого Клиента, которому не безразлично его финансовое благополучие в будущем, выбор строительства энергоэффективного дома будет правильным решением .