Пассивный дом: энергоэффективные технологии. Положение дел по рассматриваемому вопросу в России. Что такое энергоэффективность

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.

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

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

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

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

Окупаемость утепления и цена топлива

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

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

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

Нужно подбирать утепление для каждого дома

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

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

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

Застройщику — делать энергосберегающий дом

При строительстве и ремонте дома необходимо стремиться сделать энергосберегающий дом.

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

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

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

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

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

Какие должны быт характеристики?

Удельные энергопотери

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

Но не только утеплением конструкций определяются энергопотери дома.

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

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

Как соотносить с видом топлива

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

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

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

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

Можно ли отдельные конструкции не утеплять?

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

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

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

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

Что еще влияет на общие теплопотери

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

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

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

Как экономится тепло в энергосберегающем доме

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

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

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

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

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

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

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

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

Проект пассивного дома со схемой размещения всех коммуникаций

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема для монтажа солнечных батарей

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

Технологии строительства энергосберегающего дома

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

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

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

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

Схема устройства теплоизоляции и вентиляции частного энергоэффективного дома

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

Ориентация энергосберегающего дома на участке

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

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.

Принимая решение о строительстве дома и занимаясь поисками проекта, необходимо учитывать будущие расходы по эксплуатации дома.

Большинство из них будет связано с его отоплением, значит, особое внимание следует уделить решениям, влияющим на поступление и потери тепла.

Стоит ли строить энергосберегающий дом?

Цель энергосбережения при строительстве дома – потратив определенные деньги на энергосберегающие мероприятия при строительстве, ежегодно получать экономию расходов на топливо.

Эта ежегодная экономия должна в течении определенного периода компенсировать дополнительные единовременные затраты на утепление дома. Этот период называют сроком окупаемости инвестиций в энергосбережение. Срок окупаемости СНиП определяют, как половина срока службы элемента до замены или ремонта, но не более 12 лет.

Тепловые потери в элементах частного дома, если утепление конструкций выполнено в соответствии с действующими нормами для средней полосы России. Где R (м 2 * о С)Вт — сопротивление теплопередаче; (м 3 /час ) — расход воздуха на вентиляцию; (ГДж ) — количество потерь тепловой энергии (1 кВт*час = 0,0036 ГДж ); % — относительные потери тепла в элементе по сравнению с суммарными теплопотерями дома.

Размер ежегодных затрат на отопление дома, при прочих равных условиях, определяется стоимостью топлива, расходуемого на получение 1 кВт·ч тепловой энергии на отопление.

В таблице, в качестве примера, для одного из регионов приведено соотношение стоимости разных видов топлива, расходуемого на получение 1 единицы теплоэнергии:

В других местах это соотношение стоимости топлива может быть другим.

Из таблицы следует, что если мы сэкономим 1 кВт·ч тепла, то, в зависимости от используемого топлива, получим экономию ежегодных затрат на топливо разной величины.

Разница может быть более чем десятикратная. Следовательно, срок окупаемости одного и того же энергосберегающего мероприятия в зависимости от вида топлива, может отличаться тоже в десятки раз.

Срок окупаемости в конечном итоге зависит от ежегодных суммарных затрат на топливо за отопительный период, которые в свою очередь определяются не только стоимостью топлива, но и продолжительностью отопительного периода и температурами наружного воздуха в этот период.

Для оценки и расчетов чаще всего используется интегрированный показатель суровости климата в отопительный период в разных районах России – градусо-сутки отопительного периода (ГСОП). В некоторых случаях применяют .

Диапазон изменения ГСОП на территории Росии, от 979 в Сочи до 12666 на Мыс Челюскин.

Важно понимать, что эффективность (срок окупаемости) того или иного энергосберегающего мероприятия зависит от вида топлива и суровости климата в месте строительства дома.

При отоплении электричеством или в суровом климате могут быть выгодны дорогостоящие меры, дающие сравнительно небольшой процент экономии расхода тепла.

При отоплении природным газом или на юге, эффективными окажутся только мероприятия менее дорогие, и с бОльшим энергосберегающим эффектом.

Как сделать дом теплым

Вопросы утепления стен и перекрытий рассмотрены в других статьях блога:

Солнцезащитные устройства на окнах защищают от перегрева только в том случае, если установлены снаружи здания.

В более северных районах этот способ экономии на отоплении теряет свою эффективность.

Тепловые потери через окна можно также снизить путем применения современных конструкций. При изготовлении теплосберегающих окон увеличивают количество камер в стеклопакете, используют специальные стекла с селективным теплоотражающим слоем, увеличивают толщину оконной коробки.

С наружной стороны на окна частного дома рекомендуется устанавливать рольставни. Закрытые рольставни не только защищают окна от взлома, но в лютые морозы уменьшают теплопотери через окна, а в летнюю жару снижают перегрев дома солнечными лучами.

Теплый пол экономит тепло

Позволяет снизить температуру в помещении на 2 град.С, что сэкономит до 5% тепловой энергии на отопление.

Если ногам тепло, то температура воздуха в помещении может быть немного ниже без потери теплового комфорта для людей.

Распределение температуры по высоте в помещении с теплым полом более равномерное, чем с радиаторной системой отопления.

Если для отопления дома используется природный газ, то следует придерживаться нормативов энергосбережения, закрепленных в действующих нормах. Это, прежде всего, норматив удельного расхода тепловой энергии (смотри таблицу выше).

Для выполнения норматива необходимо обеспечить сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, ориентируясь на нормы, указанные в СНиП.

Эти нормы уже разработаны с учетом стоимости материалов и работ, необходимых для их обеспечения. Например, нормативное сопротивление теплопередаче стены почти в 1,5 раза меньше, чем у перекрытия.

Такая разница в нормах учитывает то, что стоимость утепления стены существенно больше, чем перекрытия. То есть, разработчики норм попытались учесть разницу в затратах на реализацию нормативных показателей.

Тем не менее, скрупулезно придерживаться нормативных величин энергосбережения, без учета стоимости строительства, в конкретных условиях часто невыгодно.

Можно сэкономить , если, например, не утеплять дополнительным слоем минваты газобетонную стену, а вместо этого увеличить толщину утеплителя перекрытия. В результате, снижение теплосопротивления стены будет скомпенсировано уменьшением теплопотерь через перекрытие.

При использовании для отопления других, более дорогих, видов топлива следует ориентироваться на более жесткие нормативы энергосбережения.

При использовании сжиженного газа, пелетт, дров (к стоимости колотых дров прибавляем зарплату хозяина — истопника) удельный расход, указанный в таблице, следует умножить на коэффициент 0,6 — 0,7.

Для жидкого топлива, а тем более электроэнергии, удельный расход тепловой энергии будет выгодно сократить в два, два с половиной раза от указанного выше в таблице.

Для обеспечения такого расхода необходимо не только увеличивать сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, но и использовать другие меры. C перечнем таких мер Вы познакомитесь в статьях, указанных выше.

Постарайтесь купить готовый проект энергосберегающего дома , где в документации уже рассчитаны показатели теплозащитных характеристик дома для региона стройки. Такой проект, скорее всего, Вы найдете у местных проектных организаций.

Проекты, купленные в других регионах потребуют корректировки под местные климатические условия и показатели энергосбережения, которые Вы можете задать сами.

СНиП 23-02-2003 предлагает проводить оптимизацию оболочки здания по окупаемости энергосберегающих мероприятий. Для этого, делают расчеты и определяют общую стоимость 1м 2 поверхности, руб/м 2 , и срок окупаемости разных конструкций стен и перекрытий.

В разных регионах, в зависимости от стоимости используемого топлива и стройматериалов, а также суровости климата, получают разные результаты.

Если бюджет Вашей стройки ограничен и у Вас нет определенных предпочтений из чего строить дом, то узнайте у местных проектировщиков результаты таких расчетов. Выберите вариант конструкции стен и перекрытий с наименьшим сроком окупаемости затрат на строительство. При выборе учитывайте, кроме стоимости, показатели долговечности и экологичности.

Следующая статья:

Предыдущая статья:

Пассивный дом, экодом, энергосберегающий дом... Энергосберегающие технологии - это не только теплоизолированные стены, солнечный коллектор и тепловой насос. Какими же качествами должны обладать энергосберегающий дом и пассивный дом, чтобы быть в согласии с природой?

Сегодня все чаще можно встретить проекты энергосберегающих домов. Мир ищет дешевую и чистую энергию. Запасы угля и нефти на исходе, источники энергии дорожают, подрывая мировую экономику. Усиливается не только экономический, но и экологический кризис – на Земле наступает глобальное потепление, наблюдается все больше погодных аномалий и природных катаклизмов, а ухудшение климата несет угрозу сельскому хозяйству. И дом, к сожалению, является активным участником этого процесса. До 40% вырабатываемой в Европе энергии используют частные дома. Нужно значительно уменьшить ее потребление, иначе может случиться, что люди вообще не смогут обогреть и осветить свое жилище. Дом должен меньше загрязнять окружающую среду.

Сегодня большие надежды возлагают на энергосберегающие дома и энергию из возобновляемых источников, которую можно получить от ветра, солнца, а также в результате сжигания древесины и биотоплива. И у домов есть значительный потенциал в снижении потребления тепла для обогрева. Дом может и должен быть более экологичным и энергосберегающим. В энергосберегающем доме нужно только использовать все имеющиеся возможности.

Для окружающей среды и владельца

Затраты энергии в жизненном цикле дома от возведения до сноса распределяются следующим образом: 1% приходится на строительство, 14% – на материалы, 85% – на стоимость энергии, затраченной на отопление и эксплуатацию дома. Как можно уменьшить последнюю цифру? Достаточно утеплить дом и использовать эффективное отопительное оборудование, то есть экономить на обогреве, не снижая качество жизни.

Возможностей много. Тот, кто захочет использовать доступные решения, построит дом, который будет не только находиться в согласии с природой, но и экономить много энергии. Сколько? 40% по сравнению с обычным домом. Некоторые решения – очень простые, их можно использовать сразу; другие требуют значительных затрат, специальных технических и инженерных знаний, профессионализма проектировщика, а также тщательной работы монтажных бригад.

Вот примеры простых решений. В состоянии ожидания (stand by) домашние электроприборы используют в день до 100 Вт энергии. Ее можно сэкономить, выключив их из розетки. Холодильник потребляет 20% электроэнергии в доме – экономию принесет замена старого прибора новым, энергосберегающим, категории A+++.

Хотите сэкономить еще больше? Тогда надо уменьшить спрос на тепло. Если пассивному дому на обогрев хватает всего 15 кВт ч/(м2 год), то обязательно ли тратить 40 кВт ч/(м2 год) (столько энергии сегодня в среднем потребляет Европа)? Или 120–150 кВт ч/(м2 год) (это показатель затрат энергии для вновь построенных домов), а тем более 300 кВт ч/(м2 год) – именно такую энергию потребляют сегодня старые дома.

Какие выгоды заказчик извлекает из инвестиций, направленных на улучшение экологии? Прежде всего, более низкие счета за отопление и ощущение гармоничной жизни в согласии с природой. Но за экологию придется заплатить – строительство энергосберегающего дома обходится дороже обычного.

Но ежегодно цена уменьшается. Какой риск того, что это не окупится? Небольшой. Но инвестиции, вложенные в энергосберегающие технологии, окупятся нескоро,тем не менее это нужно делать и для сохранения природы, и для нормальной жизни следующих поколений.

Цены на энергию растут – значит, это время постоянно сокращается! Если заменить старый отопительный котел современным конденсационным и дополнительно установить рекуператор тепла, то за отопление нужно будет платить на 30% меньше. Если дополнительно оснастить дом эффективной бытовой техникой, энергосберегающим освещением и рационально эксплуатировать оборудование, то можно без труда снизить затраты на содержание дома до 40% по сравнению со стандартным домом.

Каталог экологических возможностей

Экологический и энергосберегающий дом – это целая палитра возможностей улучшить экологию и сохранить средства. Начинать можно с традиционных способов. В этом вопросе мы «не откроем Америку», потому что о преимуществах строительства из древесины хорошо знали наши предки. Новизна в том, что сегодня нужно смотреть на дом как на единое целое, а не на его отдельные элементы. И сам дом (материалы, строительство, оборудование), и стиль жизни домочадцев должны быть настроены на экономию энергии и сохранение окружающей среды.

Энергосберегающий дом: изоляция дома. Это решение, которое быстрее всего приходит на ум. Необходимо обеспечить изоляцию стен и несущих конструкций, чтобы они не пропускали тепло, как в пассивном доме. Через наружные стены уходит до 20% тепла, через крышу – 35%, через пол – до 35%. Увеличение слоя утепления дает немедленный результат – уменьшение теплопотерь.

Изоляция хорошо сказывается на окружающей среде и выгодна хозяину. Руководитель польского Центра технической информации фирмы Isover Генрих Квапиш приводит расчет для утеплителя из стекловаты.

Вопрос: сколько углекислого газа образуется при производстве 1 тонны этого изоляционного материала?
Результат исследования: 2195 кг. И эта же тонна утеплителя, использованная для утепления дома, сэкономит на протяжении цикла жизни дома 76 000 кг CO2. Затраты на утепление окупаются! Эксперты утверждают, что для Украины более дешевым решением было бы массовое утепление домов, чем строительство электростанций.

Энергосберегающий дом: рекуперация тепла. Наличие в герметичном доме вентиляции с рекуперацией тепла – это осознанная необходимость. Значительную экономию можно получить не за счет использования изоляции, а благодаря рекуперации, отмечал на конференции, организованной фирмой Rehau, Вальтер Браун – архитектор из Германии, проектирующий пассивные дома. Реальный возврат энергии составляет 25% от общих потерь тепла. Другой параметр: рекуператор возвращает 25 кВт ч/(м2 год), а сам потребляет всего 3,8 кВт ч/(м2 год).

Дом с естественной вентиляцией теряет безвозвратно до 40% доставленной энергии. Следует позаботиться, чтобы внутри дом был отделан экологичными материалами, а качество воздуха было высоким – ведь почти 90% жизни мы проводим в четырех стенах. Если дом слишком герметичен, то человеку приходится дышать воздухом, в котором содержится избыточное количество CO2, что плохо отражается на его здоровье.

Проект энергосберегающего дома. Он должен отвечать потребностям и ожиданиям заказчика. В целом он должен быть небольшим, компактным, а значит – более дешевым в содержании. Крышу лучше сделать двухскатной, чтобы она не имела сложную конфигурацию. В доме должны быть большие, выходящие на юг окна (максимальное использование солнечного тепла и дневного света) вместо значительных по площади окон с каждой стороны.

Материалы энергосберегающего дома. Лучше всего выбрать материал из возобновляемого сырья, например, древесину. Предпочтение отдается материалам, производство которых не связано с большими выбросами CO2 и SO2, то есть малообработанным. С точки зрения экологии важными являются приобретение материалов вблизи строительства (уменьшение потерь, связанных с транспортировкой), возможность их переработки и доступность информации о продукте. опубликовано