15 энергоэффективные дома дом нулевой энергии. Как построить энергоэффективный дом? Технологии строительства энергосберегающего дома

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.

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

Энергоэффективные дома – немного терминологии

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

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

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

Класс энергоэффективности жилого дома

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

В настоящее время в России выделяют следующие классы энергоэффективности:

• A++, A+, A;
• B+, B;
• C+, C, C-;

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

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

Основы обеспечения энергоэффективности

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

Если конкретнее, то стоит уделить внимание следующему:

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

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

Как построить энергопассивный дом

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

Утепленный фундамент по шведским технологиям

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

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

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

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

Строительные материалы и утеплители для стен

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

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

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

Одна из распространенных схем утепления стен в каркасных домах:

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

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

Особенности энергосберегающих окон

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

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

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

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

Организация принудительной вентиляции с рекуперацией тепла

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

На практике это выглядит следующим образом:

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

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

Система отопления и ее регулировка

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

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

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

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

Видео: из чего построить энергоэффективный дом

Существует несколько оснований для того, чтобы выполнить строительство своего собственного дома по энергоэффективным технологиям. Основной причиной является то, что при эксплуатации вашего жилища вы понесете меньшие затраты. Но также немаловажно, что при продаже такие варианты будут более привлекательными для покупателей, да и цену за него можно выставить гораздо выше.

В связи с последними событиями на мировом рынке энергоресурсов можно сделать следующий вывод. Цена за основной источник энергии, а именно нефть, очень нестабильна и будет постоянно расти. Если заглянуть в прошлое и проанализировать стоимость на нефть, то эти утверждения подтвердятся. Поэтому приходится каким-то образом выкручиваться, к примеру, планировать строительство энергоэффективных домов и покупку энергоэффективного оборудования.

Не только материальная выгода является преимуществом такого вида домов. Ведь, сокращая потребление энергоресурсов, мы очищаем нашу атмосферу от вредных примесей и веществ, возникающих при сжигании топлива. Большинство считает, что это ничтожный вклад для очищения нашей планеты, а население продолжает приобретать а также заболевания эпидермиса и желудка. Однако это не совсем так, только сообща люди могут справиться с этой напастью.

На что мы тратим энергию в наших домах?

Если взять обычный рядовой дом, то можно выделить несколько "пожирателей" энергии:

• различные электроприборы;
• свет;
• тепло;
• нагрев воды.

Около 72% от всей энергии тратится на обогрев наших жилищ. Все потому, что раньше в нашей стране не задумывались об экономии и строили дома, не уделяя особое внимание теплоизоляции. В странах Европы ситуация не такая плачевная, однако их показатель тоже оставляет желать лучшего - 57%.

Разберемся с понятием энергостандартов

Энергоэффективное строительство стало популярным в девяностых. Первыми заинтересовались этим Германия, Франция, Швеция и Швейцария. Европейские специалисты начали связывать потери энергии с плохой теплоизоляцией домов, неправильной формой зданий, а также с плохим расположением построек относительно сторон света. Затраты на исправление этих недостатков несущественны, так почему же не экономить? Тогда-то и началось разделение жилых зданий на типы:

• Энергоэффективный дом. Таковым считается постройка, потребляющая не больше семидесяти процентов тока от энергии, которую потребляет обычный дом. Кроме того, в таких сооружениях используются установки, работающие от (ветряки, солнечные батареи) и теплоизоляция около пятнадцати сантиметров.
• Постройка с низким потреблением. Здесь соотношение к потреблению стандартного дома не более чем сорок пять процентов, а изоляция порядка двадцати сантиметров.
• Пассивной постройкой считается постройка с очень низким потреблением - 30% по сравнению со стандартными домами. Инженеры добиваются таких результатов благодаря отличной изоляции, правильному использованию тепла - естественного и того, которое бездарно расходуется в вент-системах. Обычно такие дома оборудуются теплоизоляцией толщиной в тридцать сантиметров, автономным источником электроэнергии и тепла.
• Постройки, не потребляющие энергию. Да, планируется использовать и такие, мало того, они еще и будут отдавать в сеть электроэнергию. Однако пока это только лишь эксперимент. Теплоизоляция в таких домах - сорок сантиметров.

Расчет необходимого тепла

Если брать в расчет, что больше всего электроэнергии тратится на тепло, то энергостандарт дома выбирается исходя из коэффициента Е. Он обозначает сезонную потребность в тепле - отражает количество, необходимое для отопления квадратного метра. Разберем, от чего зависит этот коэффициент:

• Качество теплоизоляции.
• Тип вентиляции.
• Ориентация здания по сторонам света.
• Количество бытового тепла.

Также стоит отметить коэффициент нормированного сезонного потребления тепла Е0. Он также определяет необходимое количество тепла для обогрева кубического метра, но при условии, что строение возведено с соблюдением всех норм и правил. Е0 рассчитывается как отношение площади внешних стен к обогреваемому объему.

Насколько выгоден энергоэффективный дом?

Технологии совершенствуются, и если смотреть в будущее, то можно сказать: строительство таких домов - это экономично. Сейчас капиталовложения, выделяемые на возведение пассивного сооружения, на 20 процентов больше затрат на постройку стандартного здания. Спустя несколько лет разница уменьшится на 10 процентов. И это можно подтвердить по опыту зарубежных строителей. Энергоэффективный жилой дом - хороший вариант для инвестирования. Подтвердим это, рассмотрев следующий пример. В качестве примера возьмем обычный загородный дом площадью 150 квадратов, в котором проживает одна семья. В качестве тепловой установки в этом доме выберем газовый котел. Тогда затраты на эксплуатацию жилища будут следующими:

• отопление - 144 кВт/м 2 ;
• нагрев воды - 30 кВт/м 2 ;
• бытовые нужды (электроприборы, приготовление пищи, свет) - 26 кВт/м 2 .

В таком случае получается, что за год такой дом потребит 30 000 кВт. Если же вместо стандартного дома взять энергоэффективный деревянный дом, картина будет следующая:

• отопление - 44 кВт/м 2 ;
• нагрев воды - 30 кВт/м 2 ;
• бытовые нужды (электроприборы, приготовление пищи, свет) - 26 кВт/м 2.

Потребит за год 15 000 кВт. Итого, можно сэкономить на эксплуатации дома около 50%. Очень обнадеживающая информация.

Площадь окон

Сейчас, на вновь возводимых зданиях, нередко можно встретить большие Однако конструкция окон не позволяет добиться теплозащиты, близкой к теплозащите капитальных стен. С другой стороны, с позиции освещенности помещений, большие окна уменьшают на искусственное освещение. Приходится искать золотую середину. При проектировании самым оптимальным считается отношение 6:1, где 6 - это площадь пола, а 1 - окна. Например, возьмем энергоэффективный дом и помещение площадью 36 квадратных метров. Оптимальная площадь остекления тогда будет около 6 квадратных метров.

Проектирование энергоэффективных домов. Каталоги проектов

Статистика говорит, что на западе около 80% частных жилищ возводится по готовым проектам. А можно ли построить на базе этих вариантов энергоэффективный дом? Проекты в большом количестве находятся в специальных каталогах, а какой из множества вариантов выбрать?

Очень важная задача - сократить потребление электроэнергии до минимума. Как отмечалось выше, львиная доля ее тратится на обогрев помещений в зимнее время. Однако стоит понимать, что, увеличив слой теплоизоляции, дом не сделать энергоэффективным. Тут подход должен быть комплексным. Очень важно убрать все мостики холодного воздуха, а также предусмотреть механическую вентиляцию.

Уделяем внимание стенам и крыше

Перед приобретением проекта он должен быть тщательно изучен на предмет соблюдения непрерывной теплоизоляции. Энергоэффективный дом - это постройка, для которой очень важен вопрос герметичности.

Благодаря данной характеристике холодный воздух не будет поступать в помещение. Герметичным должно быть все, начиная от дверей и заканчивая крышей. Стены таких домов оштукатуриваются двойным слоем, а кровля выполняется с теплоизоляцией и пароизоляцией. Места стыков и креплений закрываются специальной клейкой лентой.

Расчет энергоэффективности

Как отмечалось выше, энергоэффективной считается постройка, потребляющая не больше семидесяти процентов электрической энергии от того количества, которое потребляет обычный дом. Рассмотрим коэффициент Е и его величину:

• Для обычного дома коэф. Е меньше или равен 110 кВт/м 2 .
• Для энергоэффективного дома коэф. Е меньше или равен 70 кВт/м 2 .
• Для коэф. Е меньше или равен 15 кВт/м 2 .

На западе более современным считается способ расчета энергоэффективности построек по коэфффициенту Ер. Он обозначает количество энергии, необходимое для отопления, вентиляции, нагрева воды, освещения и кондиционирования. Рассмотрим классификацию построек, в зависимости от Ер:

• Для экономных построек он меньше или равен 0,5.
• Для энергосберегающих построек коэф. Ер меньше или равен 0,75.
• Для обычных построек он меньше или равен 1.
• Для пассивных построек коэф. Ер меньше или равен 0,25.
• Для самых энергозатратных построек Ер больше 1,5.

Вопрос вентиляции и обогрева

Мы уже говорили о том, что энергоэффективный дом должен быть обустроен механической вентиляцией, с функцией получения тепла. Поэтому, выбирая проект, нужно удостовериться, что в доме предусмотрена такая вентиляция. Это важно, поскольку обычная вентиляция не будет функционировать в герметичном доме. Также стоит отметить, что гравитационная вентиляция хорошо работает при температурах чуть выше нулевой отметки, поэтому летом она почти бесполезна.

В герметичных энергоэффективных домах лучше всего покажет себя механическая вентиляция, которая позволит получать тепло из удаляемого воздуха. Такая вентиляция позволит обойтись в доме без привычной водяной системы отопления, что приведет к экономии на радиаторах, трубах и нагревательных установках. Поэтому будьте внимательны, выбирая энергоэффективный дом: проекты должны предусматривать такой тип вентиляции.

Некоторые тонкости постройки

Разберем тонкости возведения подобных строений. Если вы планируете строить энергоэффективный дом своими руками, необходимо знать точное количество людей, которые там будут проживать. Ведь сами люди создают бытовое тепло - при стирке, приготовлении пищи, пользовании электроприборами. Получается, что слишком большие дома не будут считаться энергоэффективными при условии, что в них будут проживать несколько человек. Также внимательно надо отнестись к эффективному расходу тока, выбирая энергоэффективные приборы и оборудование. Будет полезно обустроить придомовой участок согласно сторонам света и климатическим условиям в вашем регионе.

Заключение

Проектирование и строительство энергоэффективных домов в будущем будет едва ли не единственным направлением в строительной отрасли. Поэтому нужно задумываться об этом прямо сейчас.

Одной из современных тенденций жилищного строительства является разработка и конструирование зданий, в которых комфорт планировочных решений сочетался бы с экологичностью и энергоэффективностью.

По различным экспертным оценкам запасов основных источников энергии (нефти, газа и угля) в мире осталось максимум на 100 лет. Практически половина потребления энергии в развитых странах приходится на жилые дома. Поэтому одним из основных методов ресурсосбережения становится улучшение энергоэффективности зданий. Инновационным направлением в строительстве, пока мало распространенным в России, является создание т.н. энергоэффективных домов.

Основной принцип проектирования энергоэффективного дома - поддержание комфортной внутренней температуры без применения систем отопления и вентиляции за счет максимальной герметизации здания и использования альтернативных источников энергии.

Критерием для классификации таких домов является энергопотребление: если затраты на отопление помещений в год составляют менее 90 кВч/м2 - дом считается энергоэффективным; менее 45 кВч/м2 - энергопассивным; менее 15 кВт ч/м2 - нулевого энергопотребления (на отопление ничего не тратится, но требуется энергия для подготовки горячей воды) .

Первое экспериментальное энергоэффективное здание появилось после мирового энергетического кризиса 1974 года в Манчестере (США). Это было офисное здание, запроектированное по заказу Администрации общих служб для апробации и выявления лучших технических решений по энергосбережению. Энергопотребление здания сокращалось за счет эффективного использования солнечной радиации, двухслойных ограждающих конструкций и компьютерного управления инженерным оборудованием здания.

Реализация этого проекта положила начало строительству энергосберегающих зданий по всему миру. Работы по повышению энергоэффективности успешно ведутся в Европе. По данным различных источников, в западноевропейских странах уже построено от 2 до 10 тысяч таких домов. Лидерами этого движения являются Дания, Германия и Финляндия, где приняты целевые государственные программы по энергосбережению и строительству энергосберегающих зданий.

В столице Финляндии, Хельсинки, существует целый энергоэффективный район - VIIKKI, построенный в 10 километрах от центра города (население этого микрорайона составляет 5 500 жителей, площадь 1132 га). В микрорайоне VIIKKI использование солнечной энергии обеспечивает до 50% потребности в отоплении и горячей воде. Общая площадь солнечных коллекторов составляет 1248 м2. Технологии энергосбережения и использование альтернативной энергии обеспечивают до 40 % снижения энергопотребления по сравнению с традиционными домами. Энергопотребление в домах не превышает 15 кВт/ч на 1 м2 .

В Дании в настоящее время муниципалитет города Egedal в соответствии с госпрограммой строит целый поселок энергосберегающих домов Stenlose South. Вместо разговоров об экологии и энергосбережении гражданам просто предоставляют готовые дома, оснащенные всеми энергоэффективными новинками.

Для максимального снижения затрат энергии используются следующие планировочные, конструктивные и инженерно-технические решения.

С планировочной точки зрения это 1-3-этажные дома, объемная структура которых проектируется максимально компактной с возможно меньшей изрезанностью фасада, что уменьшает площадь наружных ограждений и снижает тем самым теплопотери через них. Обязательным условием является наличие входного тамбура. Ориентация дома - широтная, окнами на юг, т.к. основным источником тепла для обогрева дома является солнечная энергия. Затененность дома деревьями и другими строениями исключается.

Ограждающие конструкции в домах низкого энергопотребления во избежание потерь тепла сооружают максимально герметичными, тепло- и воздухонепроницаемыми, без «мостиков холода». Сопротивление теплопередаче ограждений не должно быть более 0,15 Вт/м2К. Для этого применяется внутренняя или двойная (внутренняя и внешняя) теплоизоляция. С точки зрения материалов это чаще всего комбинированные сооружения: подвальный этаж из монолитного железобетона и наземная часть, представляющая собой деревянный каркас с многослойными наружными стенами и перекрытиями. В европейских домах широко используются теплоизоляционные материалы с акцентом на экологичность, в том числе и натуральные материалы — мох, целлюлоза, овечья шерсть, деревянная стружка и т. д. . Окна в таких домах - с трехкамерными стеклопакетами, заполненными инертным газом и специальным низкоэмиссионным покрытием стекол, «оставляющим» внутри помещения более 50 % солнечной энергии, падающей на стекло. Сопротивление теплопередаче окон не должно превышать 0,8 Вт/м2К.

Инженерные системы и сети следующие. Вентиляция в домах - принудительная и осуществляется по принципу рекуперации, т.е. как минимум 70 - 75 % тепла, уходящего из дома с выходящим теплым воздухом передается с помощью теплообменника холодному приточному воздуху. Для отопления и горячего водоснабжения дома используется источники тепла и энергии самого дома (внутренние тепловыделения), а также геотермальное тепло и солнечная энергия (с помощью гелиосистем). Дополнительная экономия тепловой энергии происходит за счёт использования автоматизированной системы управления всеми техническими устройствами в здании.

Выполнение всех этих требований позволяет снижать потребность в энергии на отопление дома в климатических условиях Европы до 15 кВт ч/м2 в год. Для сравнения у кирпичного дома в Европе этот показатель составляет 250-350 кВтч/м2, в России - 400-600 кВтч/м2 .

Стоимость 1 м2 в таких домах в среднем на 8 -15% больше средних показателей обычного здания, но по подсчетам специалистов за счет экономии энергии на отопление затраты окупаются за 7 -10 лет.

Как известно, климат западной Европы намного мягче российского и поэтому особый интерес представляет канадский опыт. Примером может служить канадская фирма «Concept Construction», построившая 20 энергоэффективных домов в провинции Саскачеван, климатические условия которой характеризуются зимней расчетной температурой -34,5 °С и Q = 6100 градусо-суток отопительного периода. К применяемым в Европе инженерно-техническим решениям канадские инженеры добавляют свои «изюминки».

Пример планировки жилого дома этой фирмы показан на рис. 1. В северной стене устраивается только одно окно для освещения кухни. Минимальное количество окон запроектировано также в западной и восточной стенах. Предусмотрен входной тамбур. Южная стена полностью остеклена. При этом, только треть остекленной поверхности используется для естественного освещения и инсоляции общей жилой комнаты. В остальной части стены за остеклением размещена железобетонная стеновая панель (стена Тромба) толщиной 25 см с окрашенной в черный цвет наружной поверхностью. Зазор между этой панелью и внутренним стеклом, равный 5 см, образует своего рода высокую и тонкую солнечную теплицу. Солнечная радиация, проходя через остекление, поглощается черной поверхностью бетонной стены и нагревает ее.

В промежутке между стеклами (шириной 15 см) двойного остекления по всей длине фасада автоматически опускаются на ночь теплоизоляционные апюминированные нейлоновые шторы. Они приводятся в действие электродвигателем, управляемым термочувствительными элементами. Это позволяет значительно сократить теплопотери здания в холодное время суток. Летом эти шторы могут использоваться для защиты помещений от перегрева, т.к. их опускают в дневное время и поднимают вечером. Размещение шторы именно между слоями остекления предохраняет внутреннее стекло от переохлаждения и возможного оледенения. Важным моментом является герметизация наружных ограждающих конструкций полиэтиленовой пленкой. Она препятствует инфильтрации наружного воздуха, и в качестве пароизоляции предохраняет теплоизоляционный слой от конденсационного увлажнения изнутри. Циркуляция воздуха в жилых помещениях дома естественная. Для кухни и ванной комнаты применяют вентилятор в системе вентиляционных каналов. Применение напольных электрообогревателей вместо обычных печей также дает экономию. Итоговое увеличение стоимости типового дома площадью 98 м2 с малым потреблением энергии, происходящее за счет повышения стоимости южной стены, дополнительной теплоизоляции и использования воздушного теплообменника, по расчетам фирмы-производителя составляет 3...5 % .

Основным недостатком энергоэффективных и энергопассивных домов является проблема с качеством воздуха в герметичных непроветриваемых помещениях. Это проблема возникает из-за большого количества используемых ненатуральных строительных материалов: утеплителей, отделочных материалов, пластиков, синтетических смол и т.п., которые в процессе эксплуатации выделяют в воздух помещения вещества, неблагоприятно влияющие на человека.

Непременным условием возведения таких домов является наличие высококвалифицированных проектировщиков и рабочих. Это связано с необходимостью тщательного соблюдения технологии строительства. Например, даже небольшая неплотность пароизоляции при устройстве утеплителя внутри здания, или незаизолированная бетонная перемычка, или швы с большим количеством раствора могут свести на нет все усилия по герметизации дома, а исправление брака может стоить очень дорого.

В России проектирование и строительство энергоэффективных домов находится в стадии эксперимента. Первым опытом энергоэффективного строительства можно назвать экспериментальный жилой дом, построенный в 2001 году в московском микрорайоне Никулино-2. При его возведении впервые в нашей стране был использован комплекс мероприятий, обеспечивающих снижение энергозатрат при эксплуатации жилья. В здании были установлены теплона- сосы для горячего водоснабжения, использующие тепло грунта и удаляемого вентиляционного воздуха, система отопления, обеспечивающая возможность поквартирного учета и регулирования потребляемого тепла, и применены наружные ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой.

По данным ГК «Фонд содействия реформированию ЖКХ», на сегодняшний день в российских регионах ведется проектирование и строительство 29 энергоэффективных домов, построены и введены в эксплуатацию 19 домов (Белгород, Уфа, Казань, Ангарск и др.). В декабре 2010 года в Барнауле был введен в эксплуатацию первый за Уралом 19-квартирный энергоэффективный жилой дом. Для снижения теплопотерь через стены здания применена одна из наиболее современных технологий - система утепления фасадов «мокрого типа» «Классик» (г. Самара). «Система полностью укутывает отапливаемое здание, исключает мостики холода, своевременно удаляет возможную влагу, делает невозможным образования плесени и грибка, создаётся оптимальный баланс температуры и влажности», отметил генеральный проектировщик, директор «Бар наулгражданпроект» Андрей Отмашкин. Меридиональная ориентация здания позволит увеличить теплопоступления в дом от солнечной радиации. В доме действуют солнечные коллекторы, дающие энергию для освещения и горячего водоснабжения, функционирует система рекуперации воздуха. Создано также тепловое поле для обеспечения горячего водоснабжения и отопления. В целом экономия энергии должна составить 52 %. При этом стоимость 1 м2 составила 44 тыс. руб., что примерно в 1,5 раза дороже типовых аналогов .

В секторе малоэтажного строительства дочерней компанией RDI Group — «Загородный проект» совместно с «Velux» в Подмосковье на территории проекта «Западная долина» осуществлен пилотный проект «Активный дом». Оборудован он всеми новинками энергосберегающих технологий. Стоимость двухэтажного коттеджа площадью около 200 м2 составила около 40 млн. руб. Затраты на отопление и горячее водоснабжение «Активного дома», по предварительным расчетам составят 12 566 руб. в год. Затраты обычного дома, отапливаемого за счет газа, — 24 000 руб. в год, за счет электричества — 217 000 в год. Рядом с «Активным домом» продаются обычные коттеджи сравнимой площади — 220 м2 по 12 млн. руб. .

Понятно, что при массовом строительстве таких домов стоимость квадратного метра будет снижаться. На российском рынке уже представлены строительные материалы и инженерные системы для возведения таких зданий. Необходим переход к их типовой постройке. Понимание этой проблемы на государственном уровне привело к созданию федерального закона от 23.11.2009 № 261 -ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности...», в соответствии с которым с 2012 года повсеместно будут внедряться паспорта энергоэффективности промышленных и жилых зданий.

Истощение невозобновляемых энергетических ресурсов заставляет задуматься о более сознательном их использова нии, и создание энергоэффективных домов - один из шагов на этом пути.

ЛИТЕРАТУРА

1. Широков Е.И. Экодом нулевого энергопотребления - реальный шаг к устойчивому развитию / Е.И. Широков// Архитектура и строительство России. - 2009. - № 2. - С.35-39.
2. Зайцев И. Пассивный дом - мечта или повседневность?/ И.Зайцев/Яехнологии строительства. - 2008. - № 4. - С. 36-39.
3. Кузнецов А. Проектирование энергосберегающих зданий/А.Кузнецов// Проектные и изыскательские работы в строительстве. - 2010. - №1. - С. 15-20
4. Иванова Н. Энергоэффективные дом / Н.Иванова // Загородное обозрение. - 2011. - №11. - С. 10-12.
5. Построй Свой Дом. Энергосберегающие загородные дома. http://www.mensh.ru/solnechnye_doma_v_kanade
6. http://www.fondgkh.ru/news/44215 htm/
7. Эффективность энергоэффективного дома в России (видео). Информационно-справочный портал «Проектирование. Изыскания. Строительство».

А.Ю. ЖИГУЛИНА , канд. техн. наук,
Самарский государственный
архитектурно-строительный
университет

Расчитайте приблизительную стоимость строительства энергоэффективного дома, используя строительный калькулятор .

Что же такое энергоэффективный дом?

 Это дом, в котором:

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:

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

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:

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 .