18.12.2017

Особенности энергосберегающего дома

Low_Energy_House_1.bmpДома с низким потреблением тепловой энергии планируются и строятся по определенным правилам и должны отвечать ряду требований. Вместе с этим такой дом должен учитывать вкусы и пожелания заказчика. Как найти «золотую середину» и достичь компромисса между желаниями и ограничениями? 

Сегодня нет смысла обсуждать вопрос – нужно ли стремиться к ограничению расходов на отопление дома. Мысль об этом, и как это сделать – правильна и злободневна. Вопреки общему мнению, не всегда план-максимум будет оптимальным. Поэтому заказчик, принимая решение, должен сравнить не только размер экономии, но и требования, которые придется выполнить, выбирая конкретный вариант. Проекты домов, имеющих скромные энергетические потребности, пользуются все большей популярностью.

     Для того чтобы считать дом энергосберегающим, показатель потребления первичной энергии должен быть 70 кВт•ч/(м²•год). Количество первичной энергии можно рассчитать, умножив конечную энергию, которая поступает в дом, на соответствующий коэффициент, зависящий от вида топлива. Пока же потребление первичной энергии для отопления, подогрева воды для бытовых нужд, освещения и работу электрических приборов составляет около 250 кВт•ч/(м²•год). Перспектива оплаты самых низких счетов за обогрев выглядит весьма привлекательно, но стоит тщательно проанализировать ожидаемые результаты от строительства энергосберегающего дома.

Начните с проекта

Выберите небольшой дом. Отказ от большой площади – это самый простой вариант дома, дешевого в строительстве и эксплуатации. Независимо от того, насколько теплым будет возведенный дом, расходы на обогрев будут тем больше, чем большую площадь придется отапливать.

Проектируйте замкнутый объем.

     Желая уменьшить потребности в тепле, нужно минимизировать его потери. А тепло теряется, прежде всего, потому, что оно уходит через ограждающие конструкции дома: стены, крышу, а также пол, окна и двери. Чем меньше их площадь, тем потери тепла и потребность в тепловой энергии будут меньше. Поэтому надо построить дом такой формы, чтобы отношение площадей внешних ограждающих конструкций к его объему (A/V) было минимальным. Это означает, что дом должен иметь замкнутый оббьем, приближенный, например, к шестиграннику (с этой точки зрения идеальной является форма шара, но в таком доме трудно было бы проживать).

     Наибольшие потери тепла происходят в углах, преломлениях стен и крыши, поэтому их должно быть как можно меньше. По этой причине лучше избегать крыш сложной формы – самой эффективной является двухскатная или односкатная наклонная крыша. Потребность в тепловой энергии возрастает из-за большой высоты помещений. Пространство над нашими головами тоже надо обогревать, хотя мы им и не пользуемся. Поэтому лучше, чтобы этажи в домах проектировались с минимальной высотой, которая соответствует нормам и гарантирует комфорт. Невыгодными с точки зрения энергосбережения являются одноэтажные дома.

Откажитесь от балконов.

     В энергосберегающих домах избегают проектирования балконов, плита которых соединена с перекрытием. Теплопотери, возникающие в результате такого решения, когда плита балкона не утеплена (на практике именно так и бывает, поскольку это сложно сделать), также значительны, как и в случае отсутствия теплоизоляции нескольких квадратных метров наружной стены. Поэтому, если дом все же должен иметь балкон или террасу, то лучше, чтобы они опирались на собственную конструкцию так, чтобы стена дома могла оставаться полностью утепленной. Можно также соединить плиту балкона с перекрытием специальными анкерами, которые позволят использовать между ними слой изоляции, но в этом случае определенное количество тепла будет уходить через эти анкеры.

Не разделяйте помещения без необходимости.

     В домах, имеющих разделение внутреннего пространства, становится ощутимой разница температуры в помещениях, и возникает риск перегрева освещенной на солнце южной части дома при одновременной необходимости дополнительного обогрева ее северной стороны. Для обеспечения теплового комфорта можно применить вентиляторы, которые вызывают приток воздуха их нагретой на солнце части дома в затененную часть. В этом случае необходимо учесть дополнительный расход электрической энергии и шум вентиляторов.

Стройте из материалов аккумулирующих тепло.

     В доме должно быть тепло не только тогда, когда светит солнце. Очень важно, чтобы дом аккумулировал это тепло, иначе после заката солнца или в облачную погоду в доме будет ощущаться его дефицит. В кирпичных домах аккумуляторами тепла являются стены, пол и перекрытия. Особенно важную роль играет внутренняя стена, расположенная напротив окон, выходящих на юг. Стоит позаботиться о том, чтобы она была выполнена из материалов хорошо аккумулирующих тепло, например из полнотелого кирпича, бетона или камня. Это также относится к деревянным домам или к домам, имеющим каркасную конструкцию. Когда лучи солнца перестают проникать внутрь дома, эта стена становится обогревателем. Если стена будет массивной, то тепла хватит на несколько часов обогрева. Рекомендованная толщина аккумулирующей стены – 20-45 см. Лучше всего, если это будет несущая стена, тогда не придется нести дополнительные расходы для возведения специально утолщенной, массивной стены. 

     Элементом, аккумулирующим тепло, может быть и портал камина, находящегося напротив окна. Способность аккумулирующей стены поглощать излучения можно увеличить, покрасив ее в темный цвет (в этом случае она сможет аккумулировать на 75% тепла больше, чем стены белого цвета). Остальные поверхности в помещении должны быть максимально светлыми, чтобы они могли хорошо отражать и рассеивать свет. Желаю самым эффективным способом использовать солнечное излучение для обогрева помещений, необходимо ограничить глубину комнат. Чтобы облучение массивной стены, аккумулирующей тепло, было оптимальным, она должна находиться как можно ближе к окну, выходящему на юг – на расстоянии не более чем его высота, увеличенная в 2,5 раза. Если стена расположена дальше, рекомендуется использовать мансардные окна (при условии, что помещении находится на самом верхнем этаже). При этом стена не должна быть закрыта мебелью и другими элементами обстановки.

Выберете технологию.

     Энергосберегающие дома можно возводить по разным технологиям, обеспечивающим соответствующую термическую изоляцию. Это могут быть каркасные стены, межкаркасное пространство которых заполнено теплоизоляционным материалом, или фасонные элементы опалубки из пенополистирола, заполненные бетоном. Хорошим решением является создание двухслойных стен, конструктивная часть которых может быть выполнена из силикатного или глиняного кирпича, сборных элементов из керамзитобетона, поризованной керамики, ячеистого бетона, керамзобетона или бревен.

Тщательно утепляйте.

     Строительство дома, выполняющего описанные выше условия, не должно повлечь за собой дополнительные финансовые нагрузки. Благодаря продуманной концепции, иногда даже отказываясь от созданного в мечтах характера дома, можно получить экономию на его обогреве, достигающую нескольких десятков процентов. В Польше для того, чтобы дом был энергосберегающим, средний коэффициент теплопередачи (U) наружных стен не должен превышать 0,2 Вт/(м²•К). Такое значительное снижение потребления тепловой энергии возможно после выполнения определенных мероприятий.

     Прежде всего, необходимо вложить средства в тщательное утепление стен, пола и крыши дома (толщина слоя теплоизоляционных определяется теплотехническим расчетом). Низкий показатель потребности в тепловой энергии, относящий дом к группе энергосберегающих, нельзя получить без использования на стенах теплоизоляционного материала, даже если они будут возведены из «теплой» поризованной керамики или блоков из ячеистого бетона. Для того чтобы дом был энергосберегающим, толщина теплоизоляционного слоя для наружных стен должна составлять не менее 20 см. Это относится и к полу, который устроен на грунте, - он должен быть изолирован слоем материала аналогичной толщины. Еще большее значение имеет теплоизоляция крыши, в том числе совмещенной.

Избегайте мостиков холода.

     Они увеличивают потребность домов в энергии, поэтому там, где это возможно, их следует устранить. Поскольку наличия геометрических мостиков, возникающих из-за формы ограждающей поверхности, избежать трудно, то конструкционные мостики нужно убрать. Они возникают в местах с более тонкой или прерванной теплоизоляцией. Чаще всего такая ситуация возникает в перемычках, примыканиях щипцовых стен и крыши (неотапливаемой части и отапливаемой), наружных и внутренних стен с фундаментом, в местах крепления коробок, в оконных и дверных проемах, в примыканиях балконных плит к перекрытию. Все они требуют тщательного утепления и герметизации с помощью специальных лент. В проекте дома должны содержаться детальные указания, как следует это сделать. Интенсивность утечки тепла через мостик холода определяется линейным коэффициентом проникновения тепла мостика (ψ). Для примера: устранение мостика холода, возникшего из-за прерывания изоляции балконной плитой, повлечет уменьшение ψ на 0,6 Вт/(м•К).

Позаботьтесь о герметичности здания.

     Энергосберегающие здания должны быть герметичными. Свежий воздух может попадать в них только через систему вентиляции. Требования к герметичности энергосберегающего дома определяются на уровне n50≤1,5h-1. Это значит, что при образовавшейся внутри и снаружи дома разнице давления 50 Па, в течении часа через все щели в здании количество уходящего воздуха не должно превышать 1,5 объема внутренней кубатуры дома. Герметичность дома измеряется при выполнении специального теста на герметичность, который могут провести только фирмы, обладающие специализированным оборудованием. Чтобы дом был герметичным, необходимо тщательное выполнение установки тех деталей дома, которые подвержены разгерметизации. Для этого примыкания окон и дверей к стенам уплотняют специальными лентами.

     Нормативы энергосберегающего дома позволяют использовать камин. Но не всякий камин может выполнить требования по энергосбережению. Это может быть только закрытый камин с независимым подведением воздуха к топке: чаще всего с воздуховодом, расположенным под домом, благодаря которому не возрастает неконтролируемый приток воздуха снаружи.

Купите качественные окна.

    Они должны пропускать солнечную энергию и не допускать потерь тепла. В Польше окна, устанавливаемые в энергосберегающих домах, должны иметь коэффициент теплопередачи U не больше чем 1,3 Вт/(м2•К) и состоять из стеклопакета с двумя или тремя стеклами, пространство между которыми заполнено инертным газом, или с энергосберегающими стеклами.

Если вентиляция, то принудительная.

     Чтобы соответствовать нормативам энергосберегающего дома, необходимо использовать принудительную приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла. Она доставляет свежий воздух, ограничивает теплопотери, позволяет уменьшить влажность воздуха внутри дома и результативно устранить вредные загрязнения, возникающие в доме. Постоянный воздухообмен защищает от чрезмерного роста концентрации микробиологических загрязнений, углекислого газа и пыли. Для стандарта энергосберегающего дома эффективность рекуперации тепла при равновесных потоках воздуха должна составлять 70%, а использование грунтового теплообменника способствует повышению результативности возврата тепла. Он предотвращает обмерзание панели управления вентиляцией и устраняет необходимость в энергоемком нагревательном элементе для подогрева входящего воздуха.

Отапливайте экономно.

     В энергосберегающем доме нужна отопительная система, но мощность устройств может быть меньше, чем в стандартном доме. Хорошо, чтобы источником тепловой энергии был экономный конденсационный котел или тепловой насос, использующий энергию, получаемую из земли, воды или воздуха. Нагревательные приборы должны иметь небольшую емкость, чтобы система могла быстро реагировать на изменяющуюся потребность в тепле. Трубы следует изолировать, чтобы избежать потерь тепла и контроля над ними. Следует позаботиться о том, чтобы источник тепла использовал энергию из возобновляемых источников и имел наибольшую эффективность. Показатели одноэтажного дома наихудшие, кто хочет экономить на отоплении, должен построить дом хотя бы в два этажа. Придется подыматься по лестнице, но при этом тепло из помещений первого этажа не будет сразу уходить через крышу, а нагрет еще и помещения, расположенные выше. В одноэтажном доме отношение площади крыши, через которую теряется много тепла, к полезной площади – наибольшее, поэтому разница в потребности тепловой энергии значительна и составляет около 17%.

Потери тепла через пол в двухэтажном доме и в доме с жилой мансардой – разные. Это происходит потому, что в доме с мансардой под ее скосами пропадает определенная часть полезной площади из-за большого наклона кровельных скатов. Чтобы этот дом с точки зрения функциональности соответствовал остальным двум, с которыми его сравнивают, мы увеличили его площадь (приблизительно на 16%), рассчитываемую на уровне пола. Увеличение площади наружных ограждающих поверхностей, естественно, приводит к увеличению теплопотерь.

НАЗАД
 

 

СТАТЬИ