Все мечтают об энергоэффективном доме, в мотором будет уютно и комфортно жить всем членам семьи, а главное - не придется тратить на это практически никаких денег. А что конкретно вкладывают в понятие энергоэффентивности?

Заглянув в известную всем Википедию, несложно узнать самое распространенное определение энергосберегающего (пассивного) дома: это сооружение, основной особенностью которого является отсутствие классических систем отопления или малое энергопотребление. Необходимость проектирования и строительства таких сооружений родилась в последние десятилетия по причине бурного роста цен на все энергоносители: электричество, газ, продукты нефтепереработки. Стоимость энергоносителей «потянула» за собой закономерный рост цен на «коммуналку». Именно последний факт и явился определяющим критерием в понятии «энергоэффективность» - стоимость эксплуатационных затрат.

Начало строительству пассивных домов было заложено в Германии - в стране с особо жесткими требованиями к количеству потребляемой энергии. Первый пассивный дом был построен в 1991 году (что не так давно) в г. Дармштадт. Авторами смелого проекта выступили архитекторы Ботт-Риддер и Вестермауер, разработкой и реализацией руководил доктор Вольфганг Файте. Результат произвел впечатление, и в скором времени идея жить в комфорте с минимальными затратами разошлась по всему миру.

Поскольку энергоэффективность рассчитывается от стоимости эксплуатационных затрат, то показателем энергоэффективности служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВТ'Ч/м2) в год или в отопительный период. Сегодня для обычных домов этот показатель составляет 100-120 кВт ч/м2, а вот звание «энергосберегающий» получают только те строения, где этот показатель ниже 40 кВтч/м2. Для европейских стран этот показатель ещё ниже — порядка 10 кВт-ч/м2. Таким образом, счастливый обладатель подобного дома платит за обогрев в 10 раз меньше любого другого домовладельца.

Основной задачей, которая стоит перед инженерами, проектирующими «нулевые» дома, становится максимальное сохранение тепла. Его источниками являются люди и электроприборы, а также проникающее сквозь оконные конструкции солнечное тепло. Дополнительными источниками энергии выступают тепловые насосы, солнечные батареи и термовихревые установки. Соответственно, отпадает необходимость в применении традиционных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения.

Жить в пассивном доме комфортно и приятно круглогодично. На сегодняшний день такие сооружения можно смело отнести к самым современным. Здесь работе автоматики подчинено практически все: обеспечение оптимальной температуры, влажности и чистоты воздуха. Правильно установленный микроклимат приятен не только с точки зрения восприятия, но и благоприятно сказывается на здоровье. Уже одно это может сыграть решающую роль в растущем интересе к энергоэффективным домам.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Задачей данной статьи было определить конкретные требования или условия, которым должен соответствовать энергоэффективный дом. Данные требования в целом можно разделить на две группы: субъективные, то есть технические, предъявляемые непосредственно к конструкции дома, и объективные - ориентация по сторонам света, форма здания и т.п.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

Основным требованием, как вы уже наверняка заметили выступает должная теплоизоляция здания. Все элементы внешней поверхности пассивного дома должны быть очень хорошо теплоизолированы. Наречие «очень» здесь употреблено с целью показать насколько «хорошо» должен быть утеплен дом. Это должно быть сделано так, чтобы коэффициент теплопередачи внешних поверхностей не превышал 0,15 Вт/м2К (в идеале - 0,1 Вт/м2К). Отметим, что стандартной нормой является показатель теплопроводности 3,4 Вт/м2К - разница ощутима уже на бумаге. Такой уровень достигается при помощи внешнего изоляционного слоя толщиной 30-40 см).

Более высокий уровень теплоизоляции не только сокращает потребности пассивного дома в энергии, но и способствует поддержанию повышенной температуры внутренних поверхностей в помещении зимой, и пониженной температуры - летом. За счет этого повышается тепловой комфорт (интенсивность излучения нагретых поверхностей), устанавливается приятный равномерный климат внутри помещения, исключающий появление «холодных углов».

ОКНА

Окна в пассивном доме работают как солнечные аккумуляторы - они «собирают» солнечную энергию, которая дальше обогревает пространства, находящиеся за окнами. Специальные окна с высоким уровнем теплозащиты, тройным остеклением и коэффициентом теплопередачи не выше 0,75 Вт/м2К, включая рамы и поперечины оконного переплета, становятся источником значительной экономии солнечного тепла и характеризуются очень малыми тепловыми потерями.

За последние годы изготовители оконной продукции достигли значительных качественных изменений: пространство между стеклами заполняется специальными газами, а оконные рамы для большей эффективности комбинируются из различных теплоизолирующих материалов.

При остеклении рекомендуется использовать энергосберегающие стеклопакеты. Придание энергосберегающих свойств стеклу связано с нанесением на его поверхность специального низкоэмиссионного, невидимого глазу покрытия, которое пропускает в комнату солнечную энергию, но препятствует выходу тепла на улицу.

При монтаже необходимо уделять особое внимание надлежащей установке оконных конструкций: например, обеспечить тщательную заделку в теплоизоляционный слой, контролируя при этом герметичное и плотное присоединение на стыках.

Энергосберегающее стекло - это отсутствие необходимости в дополнительном нагреве помещения

ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

Зазоры и щели в пассивном доме недопустимы. Неконтролируемый воздухообмен, способный выносить тепло из дома, должен быть исключен путем создания герметичной оболочки - пароизоляции. Должна быть обеспечена герметичность всех стыковых и переходных соединений и пересечений.

В целях проверки качества выполненных работ в процессе строительства проводятся испытания на герметичность ограждающих конструкций. Для этого специальной установкой внутрь здания нагнетается воздух, создавая избыточное давление, измеряется общий объемный и массовый расход воздуха для всего здания. Воздухообмен считается оптимальным, когда весь воздух в помещении при давлении в 50 Па заменяется в течение одного часа, а утечка через неконтролируемые щели в «оболочке» здания не превышает 60% от общего объема помещения.

ВЕНТИЛЯЦИЯ

Помимо недостаточной теплоизоляции потери тепла происходят также в результате проветривания. В обычном доме воздух в помещении постоянно меняется: снаружи через вентиляционные отверстия или через щели в конструкциях поступает холодный воздух, мы дышим, он нагревается и уходит через вентиляционные каналы. Данный процесс способен вынести из дома до 50% всей тепловой энергии, получаемой нами от отопления! Такой вариант расхода тепла в пассивном доме недопустим.

Для снижения данных теплопотерь существуют специальные вентиляционные системы, способные подогревать входящий поток воздуха за счет тепла уходящего потока. Данный процесс называется рекуперацией, восстановлением тепла после вентиляции. Вентиляция с рекуперацией исключает возникновение неприятных холодных потоков воздуха в помещении. появляющихся обычно во время традиционного проветривания, и накопленное тепло не выветривается, а возвращается в помещение. Летом этот процесс прямо противоположен: входящий теплый воздух охлаждается до комфортной температуры, не нагревая помещение.

Оптимальный воздухообмен очень важен для сохранения приятного климата в квартире. Постоянно оставлять окна даже слегка приоткрытыми не рекомендуется, ведь это ведет к утечке ценного тепла. В пассивном доме благодаря ориентированной на потребность дома вентиляции очищенный свежий воздух целенаправленно подается в жилые помещения (в спальни, гостиную, детские комнаты). в то время как отработанный воздух из туалета, кухни, ванной комнаты выводится наружу. В данном случае происходит гигиенический воздухообмен.

ОРИЕНТАЦИЯ ЗДАНИЯ ПО СТОРОНАМ СВЕТА

То, что окна должны быть ориентированы на юг. а к северу обращена глухая стена, не должно быть для вас новостью - так строятся практически все дома. Для пассивного дома возможно отклонение от оси в западном или восточном направлении на 30%. Данная ориентация обеспечивает наиболее оптимальное активное и пассивное использование солнечной энергии (поступление солнечного тепла). Основная проблема заключается в сезонном несоответствии между количеством необходимой и поступающей солнечной энергии.

Чтобы оградить дом от излишнего накопления солнечной энергии в летнее время, на крыше здания обычно устраивается небольшой козырек. Таким образом, летом высоко проходящее солнце будет «цепляться» за этот козырек, только изредка касаясь окон на протяжении всего дня. Таким образом, избыточное накопление энергии исключено, и климат в помещении остается умеренным. Зимой же окна, выходящие на южную сторону, обеспечивают существенный приток энергии за счет повышенного солнечного воздействия.

В то же время, окна больших размеров, выходящие на восток или запад, невыгодны. Летом во время восхода и захода солнца они будут накапливать большое количество солнечной энергии, а зимой, когда дни значительно короче, напротив не будут приносить достаточно энергии.

Оконные проемы с северной стороны дома должны быть как можно меньше, так как окна с этой стороны всегда остаются в тени и служат скорее источником потери тепла.

Северная сторона дома должна быть дополнительно защищена от ветра деревьями, вьющимися растениями, возможно другими строениями. Соответственно, дом должен быть открыт с юга.

Дом должен быть разделен на северные буферные и юго-восточные жилые зоны. С южной стороны можно расположить зимний сад - в летний зной это помещение будет служить защитой от излишне активного солнечного света.

КОМПАКТНОСТЬ СООРУЖЕНИЯ

Стандарты строительства пассивного дома требуют определенного соотношения А/V (площадь ограждающей поверхности, или проще, «оболочки» здания делится на суммарный объем помещений, в результате чего получаем коэффициент площади ограждающей поверхности сооружения). Этот показатель должен быть как можно меньше. Цель этого расчета заключается в том, что каждое здание в течение отопительного сезона теряет через свою внешнюю ограждающую поверхность ценное тепло. В то же время геометрически компактные формы здания имеют самый низкий показатель тепловых потерь, так как большой внутренний объем помещений ограничен минимальной площадью внешней поверхности. Таким образом, при проектировании энергоэффективного дома следует исключить все выступающие архитектурные конструкции, например, балконы, эркеры, террасы, навесы и т.п., так как они увеличивают ограждающую поверхность здания, почти не увеличивая внутреннего объема дома. В Беларуси уже можно встретить дома-полусферы, которые и являются идеальным решением для пассивного дома.

Исходя из сказанного, благодаря более низкому коэффициенту площади поверхности, дома рядовой застройки, таунхаусы, блокированные и многоквартирные дома имеют преимущества перед обособленно стоящими.

Пассивный дом можно выстроить практически в чистом поле или на лесной опушке. Современные технологии позволяют перенести городской комфорт в любую точку дикой природы. Что уж говорить о возведении дома там, где есть минимальные признаки цивилизации - вода и электричество.

Еще один важный аргумент в пользу «нулевого» дома - в случае форс мажора, такой дом остывает на 1 °С в сутки при температуре наружного воздуха -15°С. Во многом этому способствуют аккумуляторы тепла, роль которых выполняют массивные несущие стены, ж/6 плиты пола первого этажа и междуэтажные перекрытия. Можно еще более повысить энергобезопасность и улучшить отопление частного дома дополняя инженерное оборудование различными источниками энергии: камины, печи, тепловые насосы, солнечные коллекторы для подогрева воды, солнечные батареи, ветроэлектростанции и т.д. Такие мероприятия по повышению энергобезопасности могут сделать частный дом полностью энергонезависимым с децентрализованным энергоснабжением, водоснабжением и очисткой бытовых стоков.