Энергосберегающий или пассивный дом

Пользоваться благами цивилизации удобно и комфортно. Но сегодня та страна, которая не внедряет энергосберегающие технологии, не имеет будущего. Пришло время и Украине учиться жить в согласии с природой, экономить природные ресурсы и энергию, понимая, что самая дешевая энергия - сэкономленная. Проекты домов, имеющих скромные энергетические потребности, пользуются все большей популярностью. По западным нормативам для отопления недорогого в эксплуатации здания необходимо 70 кВт*ч/(м*год), а может понадобиться всего лишь 15 кВт*ч/(м*год). В первом случае речь идет о доме, у которого значительно снижена потребность в энергии для обогрева по сравнению с обычным. Такие здания относятся к энергосберегающим. Второй дом, имеющий минимальные потребности в тепле для обогрева, является пассивным. Это название он получил благодаря тому, что не нуждается в отопительной системе. Его потребности в тепле покрываются за счет пассивного обогрева - энергии солнца, работы домашних приборов, освещения и проживающих в доме людей.

Что касается потребления первичной энергии, то есть взятой из энергоносителя и доставленной к источнику потребления, то в энергосберегающем доме она должна быть равна 250 кВт*ч/(м*год), а в пассивном - 120 кВт*ч/(м*год). Именно таким техническим нормативам должны отвечать вновь построенные дома в Европе. Поэтому каждому заказчику, принимающему сегодня решение о строительстве, нужно сравнивать не только размер экономии, но и требования, которые придется выполнять, выбрав тот или иной вариант дома.

Чем отличаются проекты

На самом деле, в проектах энергосберегающих и пассивных домов есть много общих требований. При создании первых архитекторы могут позволить себе большую свободу, так как не все энергосберегающие дома должны иметь в плане прямоугольную форму, одно- или двухскатную крышу, что важно для пассивных зданий. Как в энергосберегающем, так и в пассивном доме большие застекленные поверхности, берущие пассивное тепло от солнца, должны быть расположены с южной стороны, при этом в пассивном доме на южном фасаде рекомендуется выполнить сплошное остекление. Если в энергосберегающем доме с северной стороны следует размещать минимальное количество окон, то в пассивном - северную сторону лучще вообще сделать «глухой». Оба типа домов имеют схожие планировочные рещения. С южной стороны в них расположены дневная зона, столовая и спальни, а гардероб, гараж и хозяйственные помещения, создающие буферную зону, находятся в северной части.

Защита дома от потерь тепла - это функция наружных стен, полов, перекрытий и крыши. Чтобы дом был энергосберегающим, средний коэффициент теплопередачи U для стен, пола и перекрытий не должен быть выше 0,2 Вт/(м2«К). К пассивным домам требования еще больше - коэффициент и не может превышать 0,12 Вт/(м2*К). Достичь таких показателей удается за счет применения в наружных ограждающих конструкциях толстых слоев эффективной теплоизоляции. В энергосберегающем доме толщина слоя изоляции наружных стен должна составлять минимум 20 см. Таким же по толщине слоем теплоизоляционного материала нужно изолировать пол на грунте. Изоляция наклонной или плоской крыши должна быть толще - 30 см (это вызвано большими теплопотерями через эту ограждающую конструкцию). К тому же стоимость выполнения изоляции крыши меньше, чем работ по теплоизоляции других ограждающих конструкций, Пассивный дом должен иметь еще более эффективную теплоизоляцию. Для утепления стен и пола, устроенного на грунте, применяют слой теплоизоляции толщиной 30 см, а крыши - 40 см.

При вышеупомянутых толщинах теплоизоляционный материал должен иметь высокие изоляционные свойства, его коэффициент теплопроводности не может превышать 0,04 Вт/(м*К). Кроме того, материал, из которого выполнены ограждающие конструкции пассивного дома, должен иметь способность аккумулировать тепло. Энергия, полученная домом от солнца, не всегда будет удовлетворять его потребности в тепле. Тепло может аккумулироваться в массивных частях конструкции дома или, например, в камне, собранном и закопанном в земле возле строения, либо под ним. Но такое «складирование» тепла уменьшает эффективность самого метода, поскольку в этом случае потребуется дополнительная энергия для работы вентилятора, который будет задувать теплый воздух в зоны, требующие обогрева.

Внимание! Энергосберегающие и пассивные дома возводят с использованием материалов и технологий, которые обеспечивают соответствующие теплоизоляционные свойства. Это могут быть стены, созданные по технологии каркасной конструкции, внутри заполненные теплоизоляционным материалом; либо с применением фасонных элементов несъемной опалубки из пенополистирола, заполняемого бетоном. Хорошим решением является двухслойная конструкция стен. При этом конструктивная часть стены может быть выполнена из таких материалов как силикаты, традиционная или пори-зованная керамика, готовые керам-зитобетонные элементы, ячеистый бетон, бревно.

Мостики холода


Они увеличивают потребность дома в энергии для обогрева, поэтому там, где это возможно, их надо устранить. Геометрических мостиков холода, возникающих из-за формы элемента ограждающей конструкции, избежать нельзя, а конструкционные - необходимо устранить. Они возникают в тех местах, где слой изоляции тоньше или он прерывается. Так бывает в перемычках, в местах примыкания щипцовых стен и крыши, неотапливаемой и отапливаемой частей дома, наружных и внутренних стен со стенами фундамента, в откосах оконных и дверных проемов, примыканиях балконных плит к перекрытию. Интенсивность потери тепла через мостики холода определяется линейным коэффициентом проникновения тепла мостика.

Герметичность дома

Как энергосберегающие, так и пассивные дома должны быть герметичными. Свежий воздух может проникать в них только через систему вентиляции. При этом требование к герметичности энергосберегающего дома отличается от требований, предъявляемых к пассивному дому. Чтобы дом был герметичным, недостаточно предусмотреть соответствующее решение на этапе проектирования конструкций. Нужно в процессе строительства тщательно выполнить узлы и детали, подверженные разуплотнению. Например, уплотнение примыкания окон и дверей к стенам специальными лентами. Но энергосберегающий и пассивный дома имеют разную степень герметичности. Поэтому используют разные решения. Нормы для энергосберегающего дома позволяют обустроить камин, но не любой, а только с закрытой топкой, имеющий независимую подачу воздуха в топку. Такая подача осуществляется через размещенный под домом канал, благодаря которому не увеличивается неконтролируемый приток воздуха, поступающий снаружи. Что касается пассивного дома, то в нем можно установить лишь камин, имеющий малую мощность (около 3 кВт) и специальную конструкцию, предназначенную для пассивных строений. Задача такого камина - подогрев воды для бытовых нужд и воздуха, подаваемого в помещения.

Окна

Окна в домах с низким потреблением энергии должны не только обеспечивать наименьшие потери тепла, но и одновременно позволять получать энергию от солнца. Для достижения данной цели нужно правильно, расположить их относительно сторон света. Но это - только полдела. Необходимо использовать оконные изделия с повышенными теплоизоляционными характеристиками. Окна, применяемые в пассивных домах, должны иметь более высокие параметры по сравнению с окнами, установленными в энергосберегающих. В энергосберегающих окнах стеклопакеты выполняют из трех стекол, а пространство между ними заполняют инертным газом. Способность стекла пропускать солнечное излучение определяет коэффициент затенения G. Для окон в энергосберегающих домах он равен 0,55, в пассивных - 0,5. Конструкция окон для пассивных домов должна гарантировать минимальные теплопотери, поэтому в них также используют двухкамерный стеклопакет, в котором пространство между стеклами заполнено аргоном, а одно из стекол - низкоэмиссионное.

Рамы в таких окнах (и пластиковые, и деревянные) должны быть выполнены из утепленного профиля и иметь три контура уплотнения. Следует помнить, что наличие больших остекленных поверхностей, сквозь которые дом получает пассивную энергию от солнца, в пасмурные дни могут привести к потере тепла. Поэтому такие окна нужно оборудовать элементами, защищающими дом от теплопотерь: шторами, экранами, роллетами, жалюзи. Они могут быть выполнены из древесины, натуральных тканей или искусственных материалов. Экономию от их использования можно измерить. Например, роллеты способны понизить коэффициент теплопроводности окон с неутепленными профилями на 15%, а с утепленными - на 30%. Внимание! В энергосберегающем доме можно устанавливать мансардные окна, а в пассивном - нет.

Как обеспечить вентиляцию

Чтобы строение соответствовало нормам энергосберегающего, а тем более пассивного дома, следует использовать принудительную приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла. Она не только ограничивает потери тепла, но и нагнетает свежий воздух в помещения, позволяет уменьшить его влажность внутри дома. Постоянный воздухообмен защищает от чрезмерного роста концентрации загрязняющих веществ: микробов, углекислого газа и пыли. В отличие от естественной вентиляции, принудительная - не зависит от существующих атмосферных условий. Ее главным элементом является высокоэффективный центральный блок, где воздуху, нагнетаемому в дом, передается значительная часть выдуваемого тепла. Очень важен коэффициент полезного действия центрального блока, определяемый для энергосберегающих и пассивных домов. В соответствии с энергосберегающим стандартом КПД рекуперации тепла при равновесных потоках воздуха должна составлять 70%. Для пассивного дома требования выше.

Необходимо, чтобы КПД рекуператора был минимум 80%, а центральный блок характеризовался низким потреблением электроэнергии. Важным элементом системы принудительной вентиляции является грунтовый теплообменник, в котором воздух перед подачей внутрь дома нагревается в зимний период и охлаждается - в летний. Самый простой вариант теплообменника - это труба, выполненная из ПВХ, диаметром 150-200 мм, длиной 30-50 м, проложенная в земле на глубине 1,5-2 м. Использование грунтового теплообменника позволяет повысить эффективность рекуперации тепла. Это устройство предотвращает появление инея на поверхности крестообразного теплообменника центрального вентиляционного блока и устраняет необходимость работы энергоемкого предварительного нагревателя.

Обычное и необычное отопление

В этом случае вентиляционная система перебирает на себя роль отопительной системы. Возможность отказа от типовой системы центрального отопления важен с точки зрения окупаемости вложения; чтобы дом не требовал много тепла на обогрев и эксплуатацию, сэкономленные средства лучше вложить в утепление и приобретение оборудования для рекуперации тепла из вентиляции, а также другие энергосберегаюшие решения. Отказ от дорогостоящей отопительной системы позволяет поддерживать общую сумму инвестиций на рациональном уровне. Как же отапливается пассивный дом? Поскольку нельзя полностью отказаться от отопления, для обогрева помещений используют необходимую в пассивном доме систему принудительной вентиляции. Нет необходимости приобретать и устанавливать батареи отопления, трубы и арматуру. Мощности 10 Вт/м будет достаточно, чтобы обогреть воздух в помещении. В самом простом варианте для этого в главный приточный канал устанавливают нагреватель. Он может запитываться от теплового насоса. Одновременно такой нагреватель можно применять при приготовлении горячей воды для бытовых нужд.

Производители предлагают готовые компактные нагревательные устройства, основанные на подключении к тепловому насосу и предназначенные именно для пассивных домов. Недостаток такого решения - высокая стоимость оборудования. Чем отличается система приготовления горячей воды для бытовых нужд в пассивном доме от системы, применяемой в энергосберегающем? Тем, что в пассивном строении она является основной системой отопления. Обогрев помещений - это как бы дополнительная функция системы приготовления горячей воды, то есть вместе с нагревом воды за счет использования излишков тепла осуществляется и обогрев дома. Это реально, потому что потребность в тепле для обогрева помещений в несколько раз меньше, чем для приготовления воды для бытовых нужд. В энергосберегающем доме, как и в стандартном, система приготовления горячей воды подсоединена к основной системе отопления. Исходя из этого, источник тепла подбирают, учитывая относительно большую потребность в тепле для обогрева дома. В обоих случаях стоит позаботиться о том, чтобы источник тепла использовал энергию из возобновляемых источников (солнечная энергия, древесина, биотопливо) и имел максимально высокую эффективность.

По материалам сайта: http://www.odoms.ru