Энергосберегающий дом: проекты, строительство энергоэффективных домов, пассивный дом, технология

Концепция пассивного дома

Идею пассивного дома можно назвать самой прогрессивной на сегодняшний день. Суть в том, чтобы из объекта, требующего колоссальных затрат на функционирование, создать дом, не зависящий от внешних ресурсов, способный вырабатывать энергию самостоятельно и быть полностью экологичным. На сегодняшний день идея реализована частично.

Обеспечение энергией пассивного дома происходит за счет возобновляемых природных энергоресурсов: солнечного света, энергии ветра и земли. В качестве источника энергии используется также естественное тепло, выделяемое проживающими в доме людьми и работающими бытовыми приборами. Потери тепла минимизируются за счет конструкции здания, более эффективной теплоизоляции, использования энергосберегающих технологий, создания эффективной инновационной системы вентиляции.

Интересно, что В Евросоюзе ведутся работы над введением законов, согласно которым строительство домов с «нулевоым энергопотреблением» должно стать стандартом.

Экстремально низкое потребление электроэнергии достигается за счёт тщательной изоляции наружных дверей, оконных проёмов, стыков стен, полного отсутствия «мостиков холода» (участков стен, через которые теряется половина тепловой энергии), использования естественно вырабатываемого людьми, приборами, системой вентиляции тепла.

Система управления «Умный дом»

Автоматические устройства комплекса “Умный дом” способны внести огромный вклад в дело экономии энергоносителей, используемых для получения тепла.

Максимального уровня эффективности можно достичь, выбирая систему, оснащенную рядом дополнительных функций, а именно:

погодозависимым управлением;
датчиком температуры, устанавливаемым внутри помещения;
возможностью внешнего управления при предусмотренном обмене данных;
приоритете контуров.

Рассмотрим все вышеперечисленные преимущества подробнее.

Погодозависимое управление температурой в доме предполагает корректировку уровня нагрева теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Если на улице ударил мороз, вода в радиаторе будет несколько горячее, чем обычно. В то же время при потеплении нагрев будет осуществляться менее интенсивно.

Отсутствие же подобной функции часто приводит к излишнему повышению температуры воздуха в комнатах. Это не только ведет к перерасходу энергоносителей, но и не слишком комфортно для обитателей дома.

Сенсорные панели управления предоставляют возможность выбора опции энергосберегающего режима, что позволяет быстро и без особого труда отрегулировать температуру в доме

Датчик комнатной температуры нужен не только для контроля за поддержанием автоматически установленной температуры. Как правило, это устройство совмещается с регулятором, что позволяет при необходимости повысить или понизить нагрев.

Внешний датчик температуры – непременная составная часть большинства блоков управления «Умных домов». Подобные приборы в обязательном порядке устанавливаются в помещении, а если подача тепла осуществляется поэтажно, то и на каждом этаже

Терморегулятор можно запрограммировать на снижение температуры в комнатах в течение определенных часов, например, когда обитатели дома уходят на работу, что способствует значительной экономии расходов тепла.

Приоритет отопительных контуров при одновременном функционировании различных устройств. Так, при включении бойлера блок управления отключает вспомогательные контуры и другие устройства от теплоснабжения.

Благодаря этому снижается мощность котельной, что позволяет уменьшить топливные расходы, а также равномерно распределить нагрузку на заданный отрезок времени.

Система климат-контроля, связывающая в единую сеть управление кондиционированием, отоплением, электроснабжением, вентиляцией, не только повышает комфорт в доме и сводит к минимуму риск внештатных ситуаций, но и позволяет экономить энергоносители.

Приводы климат-контроля, регулирующие все функции поддержания температурных параметров в комнате, как правило, скрываются от глаз, например, размещаются в коллекторном шкафу

Утепление потолочного перекрытия

Потолочное перекрытие играет важную роль в сохранении тепла, так как нагретый воздух стремится именно вверх. На деревянные или бетонные перекрытия укладывают стекловату, либо насыпают керамзит – пористую обожженную глину. Можно утеплять опилками, но они требуют особого отношения в плане пожарной безопасности. Внутри помещения потолок желательно утеплить отражающей тепло плёнкой, если её будет закрывать какое-либо декоративное покрытие, например, натяжные потолки. Малейшие щели заполняют монтажной пеной и проклеивают фольгированным скотчем. Для подачи тёплого воздуха от потолка к полу, соответственно: равномерного нагрева стен, устанавливают потолочные люстры-вентиляторы.

1.4. Каркасно-насыпные дома

Делают каркас из бруса хвойных пород деревьев, высушенных и обработанных против гниения, повреждения насекомыми, делают его практически не горючим и каркасно-насыпной дом. Каркас заполняется утеплителем, обшивается гипсокартоном. Снаружи при желании каркасно-насыпной дом обложить кирпичом. А можно этого и не делать

Немаловажно и то, что после окончания строительства остается не так уж много строительного мусора. Понаблюдайте, сколько его возле вновь построенных кирпичных домов

И тяжелая строительная техника тоже не используется, не ломает все вокруг. И если вы решили построить дом в бору или саду, то насаждения останутся практически нетронутыми.

Для утепления всех конструкций выше уровня грунта (фасадов, кровли и т. д.) идеально подходит минеральная вата. Одно из главных достоинств этого утеплителя — его легкость. Так, при одинаковом показателе теплопроводности удельный вес минеральной ваты из стекловолокна в два раза ниже, чем удельный вес базальтовой ваты (15 кг/м3 против 30 и более кг/м3). Используя ее для утепления кровли, вы вдвое снижаете нагрузку на стропила, опорные стены и остальные элементы конструкции. Кроме того, минеральная вата на основе стекловолокна обладает еще и прекрасной звукоизоляцией. Это делает ее незаменимой для утепления деревянных и каркасных домов, звукоизоляция которых явно недостаточна для нормальной жизни, а также внутренних межкомнатных перегородок, междуэтажных перекрытий и облицовки наружных стен изнутри.

Среди теплоизоляционных материалов важное место занимает экструдированный пенополистирол — долговечный и экологически безопасный строительный материал, получаемый методом экструзии.

Энергоэффективность

Энергоэффективность — это возможность рационального использования энергетических ресурсов. Энергосбережение направлено на уменьшение количества потребляемой энергии, а энергоэффективность — на большую пользу от ее использования.

Обеспечить энергоэффективность дома помогут следующие мероприятия:

выбор оптимального материала для строительства;
хорошая теплоизоляция стен, потолка и цокольного этажа — подвала;
установка энергосберегающих стеклопакетов;
наладка современной системы контролируемой вентиляции, установка грунтового теплообменника или рекуператора;
регулирование теплоснабжения;
дополнительные способы экономии энергии.

При выборе сплит системы советуем обратить внимание на модель electrolux eacs-07hlo n3. Достойное сочетание цены и качества

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-;
D;
E.

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.

6 Тепловые насосы двух видов

Эти конструкции пользуются большой популярностью. Устройство считается самым эффективным вариантом для отопления, поскольку неопасен для окружающей среды. Есть такая разновидность теплонасосов, которая называется «мини-сплит». У него наружный и один или несколько внутренних блоков, которые подают как горячий, так и холодный воздух. В продаже имеются модели двух видов:

1. Воздушные тепловые насосы. Это конструкции, имеющие устройства, которые даже при -20 градусах забирают тепло из наружных воздушных масс и распространяют его по дому за счёт установленных воздуховодов.
2. Геотермальные тепловые насосы. Приборы, при помощи которых можно пользоваться энергией грунта. В земле они горизонтально прокладываются кольцами на глубине 1,5 метра, не меньше (следует учитывать промерзание почвы). Можно располагать насосы вертикально. Для этого бурятся скважины глубиной до 200 м.

Хотя и работают на электричестве, устройства отличаются энергоэффективностью. Учитывая затраты, КПД у них очень высок (1:3 для воздушных, 1:4 для геотермальных конструкций).

Кроме того, агрегаты экологически безвредны и абсолютно безопасны. Ещё одно преимущество тепловых насосов — это работа в обратном режиме. Они не только нагревают, но и охлаждают воздух. Геотермальный прибор можно совместить с водонагревателем, который будет снабжать водой до +60 градусов.

Современный энергосберегающий дом: это не только теплый дом

В понятие энергосберегающих технологий вкладывается не только сохранение тепла в доме – кроме того, это еще и оптимальный расход других ресурсов, необходимых человеку для создания комфортной обстановки в доме.

Вода. Экономить воду не так уж и просто. И практически все технологии, позволяющие делать это эффективно, у многих людей вызывают неприятие. Причина простая и таится она в повторном использовании драгоценной жидкости – то есть отработанная вода отправляется не прямиком в сливную яму, а в накопитель, откуда после несложной очистки идет на полив, смыв унитаза и прочие технические цели. Кроме того, экономное использование водных ресурсов предусматривает применение счетчика (что позволяет оплачивать исключительно реальное потребление воды) и различных приспособлений, минимизирующих расход воды. Например, аэратор.
Электричество. Способов экономить электричество всего два – в первую очередь, это использование энергосберегающей техники. И, во-вторых, жесткий контроль, под которым понимаются простые вещи – если свет не нужен, значит его нужно выключить.
Энергоэффективный дом своими руками фото

Кроме того, энергоэффективность дома повышается в несколько раз, если вместо магистральных ресурсов в нем потребляется природная энергия. К примеру, электричество можно вырабатывать с помощью солнечных панелей. Воду можно собирать дождевую и после очистки направлять на свои нужды. С помощью солнца и специальных солнечных коллекторов можно даже нагревать воду и применять ее для отопления и горячего водоснабжения Частичный отказ от магистральных ресурсов – это шаг к полной энергонезависимости.

1.2. Кирпич

Кирпич известен людям уже тысячи лет. Ни один строительный материал не может сравниться с ним по популярности. Это очень прочное, огнестойкое, морозоустойчивое и экологически чистое изделие. Во все времена кирпич был самым актуальным, популярным и модным материалом. Кирпич используется для строительства частных домов, а также для гражданского и промышленного строительства.

В нынешнее время выпускается кирпич десятков марок и наименований: кирпич рядовой, кирпич керамический, кирпич силикатный, кирпич облицовочный, кирпич клинкерный; в зависимости от размера кирпич может быть узким, утолщенным, одинарным, полуторным, двойным и фасонным; а также пустотелым и полнотелым. В зависимости от состава сырья, а также технологии приготовления и получают различные марки кирпича, который получают путем обжига в специальных печах. Кирпич керамический является самым распространенным строительным материалом. Его получают при обжиге глины в печи при температуре более 1100 градусов. Одна из основных характеристик качества – уровень прочности на сжатие обозначатся буквой М. Чем выше уровень прочности, тем выше показатель. Наиболее оптимальным для выполнения большинства строительных работ является рядовой кирпич марок М100, М125, М150. Керамический кирпич способен поглощать именно такое количество влаги, которое обеспечивает надежное сцепление, и при этом предотвращает появление плесени. Полнотелый рядовой кирпич обычно используют при кладке несущих конструкций, фундаментов, каминов. Пустотелый рядовой кирпич применяется в основном для изготовления межкомнатных перегородок, а при постройке малоэтажных зданий – и при кладке несущих стен. Пустоты внутри такого кирпича (от 15% массы) значительно снижают нагрузку на фундамент и повышают теплоизоляцию возводимого здания.

№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

Обычные газовые котлы работают по достаточно простому принципу и расходуют при этом много топлива. В традиционных газовых котлах после сжигания газа и нагревания теплообменника топочные газы улетучиваются в дымоход, хотя несут достаточно высокий потенциал. Конденсационные котлы за счет второго теплообменника отбирают теплоту у конденсируемых паров воздуха, за счет чего КПД установки может превышать даже 100%, что вписывается в концепцию энергосберегающего дома.

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.

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.

Что такое энергоэффективность

Энергоэффективные дома строят в европейских странах уже давно, но для нашей страны подобное жилище всё ещё является экзотикой.

Многие застройщики с недоверием относятся к строительству таких зданий, считая это неоправданной тратой средств.

Разбираемся, так ли это и выгодно ли строить энергоэффективный дом применительно к климатическим условиям большинства зон России, в том числе Москве.

Энергоэффективный (энергопассивный) дом – это строение, в котором затраты, связанные с потреблением энергии, в среднем на 30% меньше, чем в обычном доме. Энергоэффективность недавнего времени можно было определить по коэффициенту сезонного использования тепловой энергии – Е.

Е <= 110 кВт*ч /м2/год – это обычный дом;
Е <= 70 кВт*ч /м2/год – энергоэффективный;
Е <= 15 кВт*ч /м2/год – пассивный.

При подсчёте коэффициента Е учитывается: отношение площади всех наружных поверхностей ко всей кубатуре дома, толщина слоя теплоизоляции в стенах, кровле и перекрытиях, площадь остекления и количество людей, проживающих в здании.

В Европе для определения класса энергоэффективности принято использовать коэффициент ЕР, который определяет количество электроэнергии, затрачиваемой на отопление, ГВС, свет, вентиляцию и работу бытовых электроприборов.

За отправную точку берётся ЕР = 1 и энергетический класс D, т.е. стандартный. Современная классификация домов, принятая в европейских странах, выглядит так:

ЕР <= 0,25 – класс А, пассивный дом;
0.26 < ЕР <= 0,50 – класс В, экономичный;
0,51 < ЕР <= 0,75 – класс С, энергосберегающий дом;
0,75 < ЕР <= 1 – класс D, стандартный;
1,01< ЕР <= 1.25 – класс Е;
1,26 < EP <= 1,50 – класс F;
ЕР >1,51 – класс G, самый энергозатратный .

В обычном, недостаточно утеплённом жилье с большими теплопотерями через ограждающие конструкции, большая часть энергии (до 70%) уходит на отопление.

Можно сказать, что владельцы такого жилища отапливают улицу.

Поэтому в европейских странах уже никого не удивить толщиной утеплителя в стенах в 300-400 мм, а сам контур здания делается герметичным.

Но прежде чем покупать кубометры утеплителя, необходимо понять, когда дополнительное утепление и весь комплекс мер, связанных со строительством энергоэффективного дома экономически оправданы.

№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 — здесь). 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 газобетонные блоки для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина как самый экологичный материал.

Энергоэффективность

Обеспечить энергоэффективность дома помогут следующие мероприятия:

выбор оптимального материала для строительства;
хорошая теплоизоляция стен, потолка и цокольного этажа — подвала;
установка энергосберегающих стеклопакетов;
наладка современной системы контролируемой вентиляции, установка грунтового теплообменника или рекуператора;
регулирование теплоснабжения;
дополнительные способы экономии энергии.

Энергосбережение с использованием монолитных кварцевых теплоэлектронагревателей

Сэкономить электроэнергию можно, если, к примеру, использовать кварцевые теплоэлектронагреватели. Такое эффективное отопление частного дома преобразует электрическую энергию в тепловую. Имеющийся в составе ТЭНов кварцевый песок достаточно долго сохраняет в себе тепло после того, как отключается электропитание.

В чём преимущества панелей из кварца:

Доступная цена.
Достаточно большой срок эксплуатации.
Высокий КПД.
Сравнительно небольшое потребление электроэнергии.
Удобство и лёгкость в монтаже оборудования.
Отсутствие выгорания кислорода в здании.
Пожарная и электро безопасность.

Монолитный кварцевый теплоэлектронагреватель

Энергосберегающие панели для отопления изготовлены с применением раствора, сделанного с использованием кварцевого песка, который и обеспечивает хорошую отдачу тепла и большой срок эксплуатации. Благодаря наличию кварцевого песка обогреватель хорошо сохраняет тепло даже тогда, когда отключается электроэнергия, и может обогреть до 15 кубометров здания. Изготавливать эти панели начали в 1997 году, с каждым годом они всё больше становятся популярными благодаря своему энергосбережению. Многие здания, в том числе школы, переходят на это энергосбережение в системах отопления.

№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, веранды, 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.