Энергоэффективные дома являются предметом разговоров и споров. С одной стороны это эффективно, выгодно в эксплуатации и современно, а с другой - дорого.

Проект энергоэффективного дома, необходимые данные

Энергоэффективность дома зависит от:

• Пирога кровли, перекрытий и стен и их размеров;
• Площади светопрозрачных конструкций;
• Вида систем вентиляции и отопления дома;
• Формы дома и планировки его помещений;
• Ориентации здания по сторонам света и его посадка на рельефе.

Данный дом компактен, имеет простую форму, больший процент остекления приходится на южную стену, в то время как западная и восточная стены имеют лишь 2 окна и входную группу. Эта планировка будет энергоэффективной, если грамотно расположить здание на участке.

Система отопления работает от газового котла, предусмотрена приточно-вытяжная система вентиляции. Площади оконных конструкций: 3,62 м2, 3,16 м2, 2,13 м2, 2,07 м2, 1,41 м2.

Представим расчеты трат на отопление для разных вариантов конструкций «пирогов»:

1. «Стандарт»

• Несущие стены: газоблок (380 мм) с утеплителем из минеральной ваты (60 мм);
• Пол: пенополистирольный утеплитель (100 мм), уложенный на монолитную плиту (100 мм);
• Кровля:

2. «Улучшенный»

• Несущие стены: газоблок (380 мм) с утеплителем из мин.ваты (100 мм);
• Пол: ППС утеплитель (150 мм), уложенный на монолитную плиту (100 мм);
• Кровля: стропильная конструкция с укладкой в её нишах минеральной ваты (300 мм);

3. «Энергоэффективный»

• Несущие стены: газоблок (380 мм) с утеплителем из мин.ваты (150 мм);
• Пол: ППС утеплитель (200 мм), уложенный на монолитную плиту (100 мм);
• Кровля: стропильная конструкция с укладкой в её нишах минеральной ваты (300 мм);

Проведем денежное сравнение энергоэффективной и улучшенной конструкции пирогов со стандартной.

Т.е. воспользуемся наиболее простыми и доступными вариантами энергосбережения: вариацией толщины утеплителя, ориентацией здания на участке и приемами архитекторов-дизайнеров.

Влияние ориентации окон на тепловые потери дома:

Принимаем для своих расчетов вариант, когда окна дома выходят на юг.

Дом будет теплее с меньшей площадью окон. В этом расчете мы решили оставить окна, предусмотренные проектом.

Рассчитаем усреднённое необходимое количество газа на отопление.

Расчетный расход газа м3/час

Усредняя потребность в топливе для отопительного котла.

Таким образом, на сезонное отопление дома со стандартным «пирогом» потребуется на 449 м3 больше газа.

Посчитаем, во сколько обойдется отопление коттеджа Z115

Итак, «Энергоэффективный пирог» дешевле «Стандартного» в сезон на 2510,03 руб. и на 17571 руб. за 7 лет.

Можно определить через сколько лет окупиться строительство энергоэффективного варианта Z115 (по сравнению со стандартным), учитывая стоимость утепляющих и сопутствующих материалов. По нашей предварительной оценке энерноэффективный вариант оправдает приблизительно через 40 лет!!!

Но правильно было бы учесть и следующие моменты:

• Капитальную стоимость инженерного оснащения.

Соблюдая выбранные методы экономии энергии, можно снизить стоимость оборудования:

• «энергоэффективный» вариант требует наименьшей цены,
• «улучшенный» вариант потребует среднюю стоимость,
• «стандартный» - дорогого оборудования.

• Постоянное удорожание энергетических ресурсов.

Выводы

На наглядном примере расчета мы воспользовались простейшими способами экономии тепловой энергии: приемами архитектуры, ориентацией дома на местности и толщиной утеплителя. Расчет производился без учета современных разработок инженерной мысли, таких как рекуперационная система вентиляции или использование солнечного отопления. Дело в том, что стоимость их намного выше количества тепла, производимого или сэкономленного ими. Если учесть эти факторы, то «энергоэффективный» пирог коттеджа Z115 окупится гораздо позже, чем через 40 лет, поэтому результатами применения этих новшеств смогут пользоваться лишь внуки хозяев дома.

Тем заказчикам, которые решили выбрать энергосберегающие проекты домов, рассчитывая на выгоду от их эксплуатации, мы советуем подумать об окупаемости такой конструкции. Стоит задуматься о целесообразности строительства такого дома в том случае, если срок окупаемости новейших технологий будет равен или больше периода эксплуатации коттеджа.

В связи с неуклонным ростом цен на энергоносители и дороговизну подключения газа, всё большее количество застройщиков задумывается о строительстве энергоэффективного дома.

Мы уже рассказывали читателям нашего сайта о том, и какие технологии используются при его строительстве.

А помогут нам в этом пользователи FORUMHOUSE.

Из нашего материал вы узнаете:

• Какой дом энергоэффективный, а какой – нет.
• Можно ли отопить энергоэффективный дом только электричеством.
• Как рассчитать необходимую толщину утеплителя.
• Окупится ли возведение энергоэффективного дома.

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.

Необходимый уровень воздухообмена в доме поддерживается при помощи системы вентиляции, а не мифического «дыхания» стен.

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

Энергоэффективность в цифрах

В нашей стране отопительный период в среднем длится 7-8 месяцев, а климат более суровый, чем в Европе. Из-за этого возникает масса споров о том, выгодно ли строить у нас энергосберегающие дома. Одним из самых частых утверждений противников энергоэффективного строительства является довод о том, что в нашей стране строительство такого здания обходится очень дорого, а затраты на его возведение не окупятся никогда.
Но вот комментарий участника нашего портала.

СТАСНН

Я в 2012 году, в Нижегородской области, построил энергоэффективный дом в 165 кв. м отапливаемой площади с удельным потреблением энергии на отопление 33 кВт*часов на кв. м в год. При среднемесячной температуре воздуха зимой -17°C затраты на отопление электричеством составили 62,58 кВт*ч в сутки.

Следует заострить внимание на технических характеристиках этого дома:

• толщина утеплителя в полу – 420 мм;
• толщина утеплителя в стенах – 365 мм;
• толщина утеплителя в кровле – 500 мм.

Коттедж построен по каркасной технологии. Система отопления дома – электрические низкотемпературные конвекторы общей мощностью 3.5 кВт. Также в доме смонтирована система приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором и грунтовым теплообменником подогрева уличного воздуха. Для снабжения горячей водой дополнительно установлены вакуумные солнечные коллекторы.

Общий счет: в месяц на отопление уходит 3.2 тыс. руб. при круглосуточном тарифе 1.7 руб/кВт*ч.

Также интересен опыт форумчанина Александра Федорцова(ник на форуме Скептик ), самостоятельно построившего каркасный дом в 186 кв. м на фундаменте "утепленная шведская плита", с самодельным теплоаккумулятором на 1.7 м3 и с врезанными в него электрическими тэнами.

Скептик

Дом отапливается электричеством через систему водяного тёплого пола. Для отопления используется ночной тариф - 0,97руб./кВт. Ночью теплоноситель в теплоаккумуляторе нагревается до нужной температуры, утром отключается. Кубатура дома - 560м3.

Итог: Зимой, за декабрь, отопление обошлось в 1,5 тыс. рублей. В январе чуть меньше – 2 тыс. рублей.

Как показывает опыт пользователей нашего сайта, строительство энергоэффективного дома по силам любому. Причём, совсем не требуется оснащать его дорогими инженерными системами наподобие рекуператоров воздуха, тепловыми насосами, гелиоколлекторами или солнечными батареями. По мнению форумчанина с ником Toiss, главное – это тёплый замкнутый контур, превосходящий современные СНиПы в три раза, отсутствие мостиков холода, тёплые окна, хорошо утеплённая кровля, фундамент и стены.

Toiss

Чем платить за подключение газа (цена на который постоянно растёт) по 0.5–1 млн.руб., лучше построить энергоэффективный дом площадью до 200 кв.м. При соблюдении технологии строительства и грамотном подходе его возведение экономически оправдано при любых архитектурных и конструктивных решениях.

Энергоэффективность – базовые принципы

Как и чем утеплять дом – один из главных вопросов, возникающих при строительстве.
И думать об этом нужно ещё на стадии проектирования. По мнению Павла Орлова (ник на форуме Smart2305 ), перед экономическим расчётом оправданной толщины утеплителя надо определиться со следующими исходными данными, а именно:

1. Площадь планируемого дома;
2. Площадь и тип окон;
3. Площадь фасадов;
4. Площадь фундамента и поверхностей цокольного этажа;
5. Высота потолков, или внутренний объем дома;
6. Тип вентиляции (естественная, принудительная).

Smart2305

За основу возьмём дом площадью 170 кв.м, с высотой потолков 3 м, площадью остекления 30 кв. м и площадью ограждающих конструкций 400 кв.м.

Основные теплопотери в доме происходят через:

1. Окна;
2. Ограждающие конструкции (крышу, стены, фундамент);
3. Вентиляцию;

При чоздании проекта экономически сбалансированного дома необходимо стремиться к тому, чтобы теплопотери по всем трём категориям были примерно одинаковы, т.е. по 33,3%. В этом случае достигается баланс между дополнительным утеплением и экономической выгодой от такого утепления.

Максимальные теплопотери происходят через окна. Поэтому при строительстве энергоэффективного дома важно «привязать» его к правильному месту на участке (большие окна смотрят на южную сторону) для максимальной степени солнечной инсоляции. Это позволит уменьшить теплопотери при большой площади остекления.

Smart2305

Самое сложное – это уменьшить теплопотери через окна. Разница между различными современными стеклопакетами довольно несущественна и колеблется от 70 до 100 Вт/кв.м.

Если площадь окон равняется 30 кв. м, а уровень теплопотерь – 100 Вт/кв. м, то тепловые потери через окна составят 3000 Вт.

Т.к. уменьшить теплопотери через окна сложнее всего, то при проектировании теплоизоляции ограждающих конструкций дома и системы вентиляции, для сбалансированности, нужно стремиться к тем же значениям – 3000 Вт.

Отсюда общие теплопотери дома составят 3000х3 = 9000 Вт.

Если же пытаться уменьшить только теплопотери ограждающих конструкций, без уменьшения теплопотерь окон, то это приведёт к необоснованному перерасходу средств на утеплитель.

Тепловые потери через ограждающие конструкции равняются сумме потерь через фундамент, стены, крышу.

Smart2305

Нужно стремиться к тому, чтобы уравнять тепловые потери через окна с тепловыми потерями через ограждающие конструкции.

Также необходимо уменьшить теплопотери, связанные с вентилированием помещений. По современным стандартам, необходимо чтобы весь объём воздуха в жилом помещении сменялся 1 раз в час. Дому площадью 170 кв. м с высотой потолков 3 м необходимо 500 м3/час свежего уличного воздуха.

Объём высчитывается умножением площади помещений на высоту потолков.

Если обеспечить приток в дом только холодного воздуха с улицы, то тепловые потери составят 16,7х500=8350 Вт. Это не укладывается в баланс энергоэффективного дома, мы не сможем сказать что такой дом энергосберегающий.

Остаётся два выхода:

1. Уменьшить воздухообмен, но это не отвечает современным нормативам по необходимому воздухообмену;
2. Уменьшить тепловые потери при подаче холодного воздуха в дом.

Для подогрева уличного холодного воздуха, поступающего в дом, применяется установка систем принудительной, приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором. С помощью этого устройства тепло уходящего на улицу воздуха передаётся входящему потоку. Таким образом повышается эффективность вентиляции.

КПД у рекуператоров составляет 70-80%. Читайте нашу статью о том, как самостоятельно построить недорогой и

Smart2305

Установив в дом (из приведённого выше примера) систему принудительно приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором, удастся сократить теплопотери до 2500 Вт. Без системы принудительной, приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором невозможно достичь баланса тепловых потерь в доме.

Экономическая целесообразность дополнительного утепления

Основной показатель экономической эффективности дополнительного утепления дома – срок окупаемости системы утепления.

Интересен опыт пользователя с ником Андрей А.А, сравнившего затраты на отопление в режиме ПМЖ утеплённого и неутеплённого дома. Для чистоты эксперимента за исходные условия принимаем следующие данные:

• отопление магистральным газом;
• теплопотери через ограждающие конструкции – 300кВт/ч/(кв.м.*год);
• дом имеет срок службы в 33 года.

Андрей А.А.

Для начала я подсчитал годовые затраты на отопление в режиме ПМЖ без дополнительного утепления. После проведённых мною расчётов затраты на отопление неутеплённого дома в 120 кв.м, при его теплопотерях в 300кВт/ч/(кв.м.*год), составили 32 тыс.руб. в год (при условии, что цена за 1 м3 газа до 2030 составит 7.5 руб).

Теперь подсчитаем, какую сумму можно сэкономить, если как следует утеплить дом.

Андрей А.А.

По моим расчётам, дополнительное утепление снизит теплопотери моего жилья приблизительно в 1,6 раза. Отсюда, при затратах на отопление, равных 1,1 млн. рублей за 33 года (32 т.р. в год х 33 года), после утепления можно на стоимости энергии сэкономить 1,1-1,1/1,6=400тыс. руб.

Чтобы получить 100% экономический эффект от дополнительного утепления, необходимо, чтобы сумма, потраченная на дополнительное утепление, не превысила половину суммы, сэкономленной на стоимости энергии.

Т.е. для данного примера затраты на утепление не должны превысить 200 тыс. рублей.

Через год эксплуатации выяснилось, что после дополнительного утепления теплопотери снизились не в 1.6, а в 2 раза, а вся проделанная работа (т.к. утепление проводилось своими силами, а деньги ушли только на покупку утеплителя) многократно окупилась.

Также интересен подход к расчёту рентабельности от дополнительного утепления форумчанина с ником mfcn :

– Рассмотрим следующие гипотетические условия:

• в доме +20°C, на улице -5°C;
• отопительный период – 180 дней;
• дом – с однослойным каркасом, стоимостью 8000 руб/м3, утеплённый минеральной ватой по 1500 руб/м3;
• стоимость монтажа – 1000 руб/м3 утепления;
• шаг каркаса – 600 мм, толщина – 50 мм.

Исходя из этих данных, кубометр утепления стоит 3000 руб.

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.

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

В целях экономии природных и энергетических ресурсов человечеством разработаны комплексные меры по утеплению зданий и доведению уровня тепловой изоляции до значения близкого к абсолютному. В этом материале будет раскрыта суть пассивного дома как современного и экономного типа жилья.

Понятия пассивности и энергоэффективности

Наш обзор обойдет стороной общепринятый перечень преимуществ и технических показателей. Например, энергоэффективным считается строение, потеря тепла в котором не превышает 10 кВт·ч с каждого квадратного метра в течение года, но о чем это должно сказать читателю? Если пересчитать, то за год с небольшого (до 150 м 2) дома уходит примерно 1,5-2 МВт энергии, что сопоставимо с энергопотреблением обычного коттеджа за один зимний месяц. Столько же потребляют 2-3 лампы накаливания по 100 Вт, включенные постоянно в течение одного года, что эквивалентно 200 м 3 природного газа.

Столь малое энергопотребление позволяет в принципе отказаться от системы отопления в доме, используя для обогрева тепло, выделяемое человеком, животными и бытовыми приборами. Если дом не требует целенаправленных затрат энергии на работу отопительных установок (или требует, но незначительный минимум), такой дом называют пассивным. Точно так же пассивным может называться дом с весьма высокими потерями тепла, потребность в котором восполняется собственной энергетической установкой, работающей на возобновляемых источниках энергии.

Так что энергоэффективный дом не обязательно претендует на звание пассивного, справедливо и обратное. Дом же, который не только покрывает собственные энергетические нужды, но и передает какой-либо вид энергии в общественную сеть, называют активным.

В чем основная идея пассивного дома

Все три вышеперечисленных понятия принято объединять: пассивный дом обладает максимально расширенным комплексом мер по обеспечению энергетической автономности. В конце концов, никому не интересно годами тестировать свое жилище, добиваясь норматива по теплопотерям для получения почетного звания. Важно, чтобы внутри было сухо, тепло и комфортно.

Существует мнение, что сегодня любая новостройка должна возводиться по технологии пассивного дома, благо, что технические решения есть даже для многоэтажных зданий. Это не лишено смысла: затраты на обслуживание дома за период междуремонтной эксплуатации обычно даже выше затрат на строительство .

Пассивный же дом при более объемных первоначальных вложениях практически не требует затрат весь срок службы, который, к тому же, превышает срок эксплуатации обычных зданий за счет абсолютной защиты несущих и ограждающих конструкций в комплексе с самыми современными и технологичными решениями строительства и ремонта.

Главной технической особенностью пассивного дома можно назвать непрерывный контур теплоизоляции, от фундамента до кровли. Такой «термос» хорошо сохраняет тепло, но не все материалы пригодны для его устройства.

Материалы для теплоизоляции

Пенополистирол в таких объемах неприменим, он горюч и токсичен. В ряде проектов это решается огнезащитным слоем у несущего целика и под фасадной отделкой, что ведет к неоправданному удорожанию. Использование стеклянной и минеральной ваты также не решает проблему. В ней, так же как и в пенополистироле, активно селятся вредители (насекомые и грызуны), да и срок службы у ваты в 2-3 меньше, чем у самого пассивного дома.

Пригодный для целей пассивного дома материал — пеностекло . Краткий свод характеристик: наименьшая теплопроводность из известных материалов широкого потребления, полная экологичность за счет инертности стекла, простая обработка и хорошая способность к склеиванию. Из минусов — высокая цена и сложность производства, но материал однозначно стоит своих денег.

Менее дорогостоящий, но пригодный для утепления пассивного дома материал — вспененный полиуретан. Технически такие дома пассивными назвать нельзя, их теплопотери составляют 30-50 кВт·ч с квадратного метра в год, но и эти показатели вполне приемлемы. Полиуретан может устанавливаться как листовой материал, либо наноситься методом торкрет-оштукатуривания.

Кровля и теплый чердак

Другое ключевое отличие пассивных домов — наличие неотапливаемой мансарды или теплого чердака и качественное утепление кровли без мостиков холода. При таком подходе выделяется две границы температур: на перекрытии верхнего этажа и в самой кровле. Благодаря разнесению теплозащиты гарантированно устраняется образование конденсата в утеплителе кровли и существенно снижаются потери тепла.

Перекрытие верхнего этажа обычно делают каркасным на деревянных балках, пустоты заполняют слоем минеральной ваты средней плотности толщиной в 20-25 см. Перекрытие лучше утеплять листовыми материалами с устройством перекрестного ячеистого каркаса и точной подгонкой плит утеплителя. Все швы и стыки заполняются специальным клеем или монтажной пеной. Особое внимание уделяется устройству защитного пояса в месте опоры стропильной системы на стены.

Теплый чердак устраивается по принципу рекуперации вентиляционной системы. Каналы вытяжной вентиляции выходят прямо в герметичное чердачное помещение, откуда выводятся через единственное отверстие с принудительным оттоком. Часто этот канал снабжают рекуперационной установкой, передающей часть тепла от вытяжного воздуха приточному.

Окна, двери и другие места утечек

С окнами для пассивного дома все просто: они должны быть высокого качества и обязательно сертифицированными для применения в отрасли энергосбережения. Признаками подходящего изделия считаются стеклопакеты с двумя или более камерами, заполненными газом, низкоэмиссионные стекла разной толщины и двойное примыкание стеклопакета к профилю, уплотненное каучуковой лентой. Для дверей важно сотовое наполнение и наличие двойного притвора по всему периметру. Не менее важно соблюдать правила монтажа и защиты мест примыканий.

Пассивный дом имеет свои особенности устройства фундамента. Для защиты структуры бетона его гидрофобизируют инъекционным способом и дополнительно защищают внешним слоем обмазочной гидроизоляции. Утеплитель опускается на всю глубину фундамента, таким образом цокольный этаж становится второй после теплого чердака буферной зоной.

Энергообеспечение пассивного дома

К пассивному дому обычно не подводят газ, для бытовых целей и обогрева полностью хватает однофазной электросети. С электрическими нагревателями все просто: сколько киловатт вложено в дом, столько в нем и остается, КПД составляет почти 99%, в отличие от газовых котлов.

Но электрическая сеть в качестве единственного источника энергоснабжения имеет массу недостатков, заключающихся по большей части в ненадежности подключения. Часто дома снабжаются достаточно сложной электросетью, включающей аварийный генератор с автозапуском, либо используют для резервной подпитки парк аккумуляторов или солнечные батареи.

Нагрев воды для бытовых нужд обычно выполняется солнечными коллекторами , преимущественно вакуумными. Вообще автономные источники энергии достаточно разнообразны, среди разновидностей можно подобрать оптимальное решение для объектов с разными условиями.