Строим энергосберегающий дом. Типы зданий с точки зрения энергоэффективности

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.

Расчитайте приблизительную стоимость строительства энергоэффективного дома, используя строительный калькулятор .

Что же такое энергоэффективный дом?

 Это дом, в котором:

Выполнение вышеуказанных условий обеспечивает в доме низкое и сверхнизкое энергопотребление. В Германии хорошими показателями энергоэффективного дома считаются, когда на 1 м² отапливаемой площади в год расходуется не более 1,5…3 литра условного топлива, т.е. не более 15...30 кВт ч/м² в год.

По теории немецких ученых, в любой местности есть свои специфические (для данной местности) природные возобновляемые источники, которые в случае низкого энергопотребления могут полностью заменить традиционные источники энергоресурсов и обеспечить комфортное проживание в доме.

Низкое энергопотребление дома дает возможность использовать возобновляемые источники энергии окружающей среды. При этом источники энергии могут быть различных видов: геотермальная энергия Земли, солнечная энергия, энергия ветра, энергия воды. В приморской зоне, например, ветрогенераторы и приливные электростанции . В горной местности - ветрогенераторы и геотермальные системы . В равнинной местности - геотермальные, солнечные установки и т.д. Такое использование окружающей среды является экологически безопасным, обеспечивает сохранность окружающей среды, а самое главное, дает независимость от постоянно растущих цен на энергоресурсы.

Несмотря на высокую стоимость оборудования, необходимого для получения тепла из возобновляемых источников энергии, оно становится конкурентоспособным традиционному оборудованию, работающему на газе, электричестве, дровах и угле, так как текущие эксплуатационные затраты минимальны и практически не зависят от роста цен. К тому же за последнее время стоимость этого оборудования, которое в недалеком прошлом была фантастической, значительно снизилась и с каждым годом продолжает снижаться.

Строительство индивидуальных малоэтажных энергоэффективных жилых домов в России

В настоящее время, индивидуальные малоэтажные энергоэффективные дома для большинства населения России являются несбыточной мечтой. Единичные экземпляры, построенные в последнее время, по стоимости (более 100 тыс. руб./м²) значительно превышают стоимость обычных домов, рассчитанных по действующим в России нормам.

Специалистам ООО «ИнтерСтрой» была поставлена задача, разработать проект и построить опытный образец энергоэффективного индивидуального малоэтажного дома, по стоимости, не превышающей среднюю стоимость обычного загородного дома (ориентировочно не более 60 тыс. руб./м²).

В дальнейшем, по итогам мониторинга эксплуатационных свойств строящегося здания, планируется продолжить оптимизацию затрат и снизить стоимость строительства еще на 10-15%. Такое условие необходимо для реализации массового строительства домов такого класса в местности с ограниченными энергоресурсами (отсутствие электричества, газа).

Предварительный выбор основных архитектурных и технических решений

До принятия основного варианта «пилотного проекта» индивидуального малоэтажного жилого дома, специалистами ООО «Институт пассивного дома», были проанализированы несколько вариантов планировочных и конструктивных решений, а также сделаны предварительные расчеты для подбора видов утеплителей и их толщин.

С целью снижения стоимости дома, была принята прямоугольная форма дома в плане, позволившая минимизировать объем наружных стен на единицу площади здания.

Особое внимание было уделено выбору конструкции наружных стен. В результате сравнения различных материалов (кирпич, пеноблоки, деревянный каркас и т.д.), в качестве несущих и ограждающих конструкций, было решено использовать монолитные железобетонные конструкции. Бетонные стены имеют плотную структуру, что позволяет более качественно выполнить требуемую герметизацию внутреннего объема, необходимого для контроля и управления воздухообменом с целью минимизации тепловых потерь и максимального сохранения тепла (до 80%). Также обеспечивается высокая несущая способность при минимальных толщинах, что существенно снижает объем конструкций и уменьшает стоимость и сроки выполнения работ.

В качестве утеплителя, среди огромного многообразия материалов представленных на сегодняшний день (жесткие, мягкие, минеральные, синтетические, «задувные» и т.п.), был выбран плитный минераловатный утеплитель нового поколения, производимый компанией «SAINT-GOBAIN» . Кроме того, была достигнута договоренность о совместной разработке с компанией «SAINT-GOBAIN» узлов крепления утеплителя (толщиной 400 мм и более) к бетонной поверхности наружных стен.

Внешний вид здания

Основные проектные решения здания

Архитектурно-планировочные решения

Архитекторами была принята модульная концепция планировки здания, при использовании которой, можно реализовать примыкание модулей в различных направлениях.

Модуль представляет квадрат с внутренними размерами 9,6×9,6 метров общей площадью около 90 м². Квадратная форма была принята для снижения материалоемкости наружных дорогостоящих стен из расчета на 1 м² площади.

Модульная планировка дает возможность строить дома площадью: 90 м², 135 м², 180 м², 225 м², 270 м² и т.д.

Фундамент

Фундамент выполнен в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 300 мм, cтены подвального этажа выполнены из монолитного железобетона толщиной 150 мм.

Конструкции стен первого, второго и третьего этажей

Наружные стены – несущие, выполнены из монолитного железобетона толщиной 150 мм с последующим утеплением минераловатными плитами, с наружной отделкой вентилируемыми фасадами и частично штукатурными фасадами. Внутренние стены, кроме двух простенков лестницы и первого простенка коммуникационной шахты, могут выполняться из любых стеновых материалов по желанию заказчика (кирпич, пазогребневые блоки, ГКЛ и т.п.).

Перекрытия

Междуэтажные перекрытия - безбалочные монолитные железобетонные, толщиной 160 мм, с опорой на наружные стены, простенки лестницы и коммуникационной шахты. Монолитное перекрытие с большим пролетом дает возможность архитекторам, при оформлении интерьера, выполнить любую индивидуальную планировку и удовлетворить самые строгие запросы заказчика.

Кровля

Кровля принята частично не эксплуатируемой с односкатным радиусным закруглением с внутренним водостоком и частично эксплуатируемой с плоским скатом. Утепление радиусной кровли принято из минераловатных плит «ISOVER» толщиной 600 мм. Утепление плоской кровли – 450 мм экструзивного пенополистирола. Различные решения приняты для того, чтобы показать возможность использования в данном проекте разнообразных видов кровель (как плоских, так и сложных с криволинейным контуром, а также различных видов одно, двух, четырех скатных).

Тепловая оболочка здания

Утепление здания начинается с основания под фундаментную плиту утеплителем из экструзивного пенополистирола толщиной 300 мм. Далее осуществляется утепление стен подвала утеплителем XPS толщиной 350 мм. Утепление наружных стен выполнено минераловатными плитами толщиной 400 мм. Для утепления кровли, парапетов и карнизов используются утеплители с малым объемным весом, как плотной структуры, так и неплотной (экструдированный пенополистирол, «ISOVER» и т.п.). Выбор различных материалов теплоизоляции связан с тем, что утеплению подлежат конструкции, работающие в разных условиях (фундамент, стены подвала, наружные стены, кровля).

Для крепления полужесткого утеплителя на стенах разработаны 2 варианта подсистем вентилируемого и «мокрого» фасада. Одна подсистема состоит из двутавровых балок, выполненных из ОSB, установленных вертикально, с заполнением пространства между фермами утеплителем типа «ISOVER». Вторая - из металлических кронштейнов и деревянных брусков, выполненных в виде каркаса, с заполнением утеплителем типа «ISOVER». Совместно с компанией «Saint-Gobain» продолжаются разработки и других видов унифицированных подсистем с целью их удешевления и улучшения характеристик (для возможности крепления утеплителя толщиной 400 мм, 500 мм и более).

Наружное остекление и двери

В связи с тем, что тепловой расчет экспериментального дома производился по стандартам Германии, архитекторам была поставлена сложная задача. При проектировании остекления дома строго учитывалась ориентация дома по сторонам света. Минимальное остекление принято на северной стороне, максимальное - на южной. В жаркое летнее время на фасаде дома предусмотрена система автоматической солнцезащиты. С целью снижения теплопотерь предусмотрен один вход. Применяемые окна и двери должны удовлетворять следующим требованиям проекта: Rо = 1,19 – 1,20 (м² С)/Вт.

Наружные декоративные элементы фасадов

Имеются различные технические решения, которые позволяют снять проблемы промерзания через эти элементы. Однако они нередко дороги и использование их в строительстве приведет к излишнему удорожанию. Поэтому в данном проекте элементами отделки фасада являются различные сочетания вентилируемого фасада и наружной фасадной штукатурки. Имеющиеся в настоящее время на строительном рынке разновидности этих материалов позволяют удовлетворить вкус самого требовательного заказчика.

Умелое сочетание различных видов отделки вентилируемых фасадов, использование различных цветов наружной окраски участков стен, а также применение разных конструкций кровли позволяет архитекторам предложить заказчикам большое разнообразие не похожих друг на друга домов.

Внутренняя планировка

Все помещения с максимальным пребыванием людей сосредоточены с южной стороны, где возможно максимальное остекление. Помещения технического и бытового назначения располагаются в основном с северной стороны, где наружное остекление отсутствует или оно минимальное. От помещений с двойным светом решено было отказаться, ввиду значительного ухудшения теплотехнических характеристик здания.

Инженерное оборудование дома

Водоснабжение

На территории участка предусмотрена скважина. Скважина обеспечивает все потребности дома. Автоматика управления насосом и все оборудование для подачи воды находится в колодце, оборудованном над оголовком скважины.

Внутри здания в подвале предусмотрен узел ввода, оборудованный необходимой запорной арматурой, фильтрами тонкой очистки воды и счетчиками расхода воды.

Подогрев горячей воды осуществляется совместно с помощью теплового насоса и солнечных коллекторов, а в случае отказа одной из систем – подогрев обеспечивается с помощью резервного источника (в данном проекте – газовый котел).

В случае поломки насоса, в доме предусмотрен аварийный запас питьевой воды в объеме 1000 литров.

Водостоки и ливневая канализация

Кровля состоит из плоской части с площадью около 45 м² и односкатной с переменным уклоном - 75 м². На плоской кровле сток воды осуществляется по уклонам в сторону воронок, расположенных в углах здания. На наклонной кровле сток воды также осуществляется по уклонам к водосточным воронкам, находящимся в самых нижних точках по углам здания.

Вся отведенная дождевая и талая вода направляется в дренажные колодцы пристенного дренажа дома.

Возможно применение на плоской кровле внутренних водостоков с накопительной емкостью дождевой воды в подвале или заглубленной емкости в земле (для использования на полив).

Канализация

Проектом предусмотрены два вида канализации:

1. Для подвала предусмотрена напорная канализация с использованием установки СОЛОЛИФТ (для санузла, душевых кабин и трапа сбора воды с пола моечного помещения и сауны) и дренажного насоса (для откачки воды из приямка технического помещения в процессе эксплуатации).

2. Для остальной части дома предусмотрена самотечная канализация с одним вертикальным стояком в технологической шахте, горизонтальным участком под потолком подвала и выпуском из здания в подвале на высоте 1 м от чистого пола.

Самотечная канализация выводит бытовые стоки в септик. Септик марки «Тверь», предусмотренный в данном проекте, расположен в 3-х метрах от северной стены дома.

Отопление

Изначально в данном проекте ставилась задача использования нетрадиционных, экологически чистых, возобновляемых энергетических источников тепла. Было принято использовать в качестве энергетического источника тепловые насосы (использующие геотермальное тепло Земли) и солнечные коллекторы, использующие энергию Солнца. Вырабатываемое этими установками тепло, по расчетам организации ООО «Компания ЭНСО ИНТЕРНЭШНЛ», достаточно для подогрева воды и обеспечения дома теплом на протяжении всего года. В связи с тем, что теплопотери энергоэффективного дома значительно ниже, чем в обычном доме, то требуемая мощность тепловых установок не превышает 10 кВт.

Обеспечение получения этой мощности возможно с двух скважин общей глубиной около 200 м (50 Вт с каждого погонного метра скважины на 200 метров = 10 кВт).

В качестве резервной энергетической установки принят газовый котел (возможны и другие виды энергетических установок: котлы, работающие на дровах, угле, дизельном топливе, электричестве и т.д.).

Проект отопления с помощью совместной работы теплового насоса и солнечного коллектора выполнен организацией ООО «Компания ЭНСО ИНТЕРНЭШНЛ».

В данном проекте для отопления и ГВС предложена модульная система TYRRO c геотермальным грунтовым (горизонтальным или вертикальным) теплообменником и функцией «freecooling» в летнее время.

Солнечные коллекторы предлагается ставить на специальных кронштейнах на плоской кровле с южной или юго-западной стороны здания. Их площадь определяется в процессе проектирования, исходя из архитектурных и инженерных соображений. Солнечное тепло в летнее время будет направлено на подогрев грунта в месте установки грунтового теплообменника, а также на подогрев воды в бассейне и воды для полива растений. В зимнее время часть низкотемпературного тепла будет направлено на подогрев теплового насоса.

Также предусматривается подогрев воздуха через систему вентиляции в зимнее время, и охлаждение в летнее время. Во время, когда тепловой насос будет нагревать воду, с другой стороны насоса в испарительном контуре (коллектор, находящийся в земле) будет охлаждаться грунт, повышая эффективность охлаждения в режиме «freecooling» .

Вентиляция

В настоящем проекте дома предусмотрена принудительная вентиляция с применением приточно-вытяжных вентиляционных установок с рекуперацией тепла. Применение принудительной вентиляции имеет как достоинства, так и недостатки.

Недостатками этой системы, по сравнению с естественной вентиляцией, являются:

Достоинством является - возможность качественной очистки подаваемого воздуха, что является важным показателем для здоровья людей, особенно страдающих аллергическими и легочными заболеваниями. Чистота окружающего воздуха, как в городе, так и в сельской местности, оставляет желать лучшего. В городе - копоть, отработанные газы машин и т.п. В сельской местности - микрочастицы от цветения растений, вызывающих аллергические заболевания и т.п.

Контроль и управление воздухообменом дает возможность обеспечить в любом помещении, в зависимости от ситуации, поступления достаточного количества воздуха, соответственно и кислорода, что качественно улучшает работу организма человека, особенно его мозга.

Возможность рекуперации тепла от уходящего в атмосферу воздуха дает главную экономию энергопотребления. Современные установки рекуперации позволяют возвращать до 90% тепла, выбрасываемого из дома вместе с воздухом в системах традиционной естественной вентиляции. Это позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты по теплу и дает значительную экономию бюджета.

Для обеспечения в доме вентиляции в случае отключения электричества, предусмотрена система естественной вентиляции. Для обеспечения ее работы и возможности циркуляции воздуха предусмотрены окна с режимом микропроветривания.

Для отвода отработанных газов от газового котла, являющегося резервным источником тепла, предусмотрен отдельный дымоход с выходом на крышу. Забор воздуха для работы котла осуществляется с улицы, а не из помещений.

Электрика

Согласно техническим условиям, на участок, где строится дом, выделено 10 кВт электроэнергии. Подключение дома осуществляется от распределительного электрического щита, установленного на столбе освещения.

В доме имеется свой распределительный щит. Предусмотрен стабилизатор напряжения. Горизонтальная разводка кабельных линий осуществляется на потолке (в кабель-каналах, лотках, в трубках ПНД). Вертикальная разводка питающих этажных кабельных линий - в технологической шахте в кабель-канале, а также скрытая по стенам, в штрабе, с последующей штукатуркой и окраской. Для подключения оборудования принята отдельная питающая линия.

Предусмотрено резервное электрообеспечение от небольшого дизельного генератора, который обеспечивает работу инженерного оборудования в случае аварийного отключения. Подключение и работа генератора происходит в автоматическом режиме и рассчитана на 8-10 часов бесперебойной работы. За это время все инженерные системы должны быть переведены в специальный режим или отключены (в зависимости от назначения того или другого оборудования).

Заземление

В доме предусмотрено заземление, принятое строительными нормами и правилами.

Молниезащита

В доме, для защиты в летнее время от молнии, предусмотрена молниезащита, которая соответствует действующим в России требованиям безопасности.

Эксплуатационные затраты и преимущества
энергоэффективного дома

Учитывая непрекращающийся в России рост цен на коммунальные услуги и энергоресурсы, дома такого класса дают возможность их владельцам значительно легче пережить повышающиеся затраты на услуги ЖКХ.

Представленный ниже рост цен на электричество и газ, не говоря о росте стоимости горячей воды, технического обслуживания и эксплуатации жилья показывает, что он в разы превышает статистический рост зарплаты среднего работающего россиянина. В случае, сохранения имеющейся динамики роста цен на услуги ЖКХ и роста средней зарплаты, в течении нескольких лет, оплата коммунальных услуг составит существенный, а может быть и основной объем расходов в бюджете рядовых российских граждан.

Динамика фактического роста цен на газ и электричество
с 2004 по 2014г.г. и, в случае сохранения имеющейся динамики
роста цен, на период с 2014 по 2024г.г.

По предварительным расчетам, дополнительные общестроительные затраты на обеспечение энергоэффективности здания и затраты на применение современного дорогостоящего инженерного оборудования, использующего альтернативные источники энергии, при действующих тарифах, оправдываются уже за 5-6 лет эксплуатации. С учетом прогнозируемого роста тарифов, в ближайшее время, срок окупаемости может сократиться до 2 лет.

Оценка затрат на отопление обычного дома с энергопотреблением порядка 150 кВт ч/м² год и энергоэффективного дома 25-30 кВт ч/м² год позволяет сделать вывод, что затраты на различные виды энергоресурсов (газ, электричество и т.д.) при эксплуатации энергоэффективного дома снижаются в 5-6 раз, и в случае продолжения роста тарифов, о чем свидетельствуют последние 10 лет, экономия только на отоплении поможет сохранить ваш бюджет.

Далее приведены расходы на отопление обычного дома с энергопотреблением 150 кВт ч/м² год и энергоэффективного дома с энергопотреблением 28 кВт ч/м² год с одинаковыми площадями по 300 м², и использованием различных типов энергоустановок (электрический котел, тепловой насос, газовый котел).

Расходы при эксплуатации элэктрического котла, руб./год

Расходы при эксплуатации газового котла, руб./год

В заключении

В процессе проектирования энергоэффективного дома, инженеры и архитекторы компании ООО «ИнтерСтрой», изучали опыт работы, консультировались у специалистов, как отечественных, так и зарубежных организаций, работающих в этом направлении. Многие из достижений и рекомендаций, которые достойны внимания, были реализованы при разработке индивидуального малоэтажного жилого дома серии «ИС-33э» .

Строительство энергоэффективных домов в России находится на начальной стадии своего развития. В процессе работы над данным проектом стало очевидным, что используемые нами современные достижения, технологические и технические решения - это только малая часть того, что используется в настоящий момент в зарубежных странах.

Нами запланировано много работы по изучению и внедрению отечественных и зарубежных разработок, которые наиболее оптимально подходят к климатическим условиям России.

Компанией ООО «ИнтерСтрой» запланировано несколько направлений по строительству энергоэффективных домов. Ниже представлены некоторые из них:

1. Продолжение поиска наиболее оптимальных архитектурных и технических решений с применением в конструкциях здания различных типов материалов, как традиционных, так и новых, более эффективных материалов для достижения снижения энергопотребления (ниже 28 кВт ч/м² год).

2. Вести дальнейшую работу по подбору инженерного оборудования и систем, работающих на возобновляемых источниках энергии, а также совмещать их с традиционным оборудованием, работающем на газе, электричестве, дизельном топливе, угле, дровах и т.д.

3. Завершить в текущем году строительство опытного образца индивидуального малоэтажного энергоэффективного дома (28 кВт ч/м² год), по стоимости, не превышающей среднюю стоимость (по московскому региону) обычного дома.

4. Произвести на данном объекте (после окончания строительства - следующие 2-3 года) комплексный мониторинг показателей работы инженерных систем и конструкций здания, что позволит:

Данные мониторинга необходимы для оптимизации и снижения стоимости строительства и последующих затрат. В свою очередь, снижение стоимости энергоэффективного дома, до стоимости, сопоставимой со стоимостью обычного дома, позволит ему занять достойное место на рынке жилья.

Очевидно, что для любого Клиента, которому не безразлично его финансовое благополучие в будущем, выбор строительства энергоэффективного дома будет правильным решением .

Пассивный дом, экодом, энергосберегающий дом... Энергосберегающие технологии - это не только теплоизолированные стены, солнечный коллектор и тепловой насос. Какими же качествами должны обладать энергосберегающий дом и пассивный дом, чтобы быть в согласии с природой?

Сегодня все чаще можно встретить проекты энергосберегающих домов. Мир ищет дешевую и чистую энергию. Запасы угля и нефти на исходе, источники энергии дорожают, подрывая мировую экономику. Усиливается не только экономический, но и экологический кризис – на Земле наступает глобальное потепление, наблюдается все больше погодных аномалий и природных катаклизмов, а ухудшение климата несет угрозу сельскому хозяйству. И дом, к сожалению, является активным участником этого процесса. До 40% вырабатываемой в Европе энергии используют частные дома. Нужно значительно уменьшить ее потребление, иначе может случиться, что люди вообще не смогут обогреть и осветить свое жилище. Дом должен меньше загрязнять окружающую среду.

Сегодня большие надежды возлагают на энергосберегающие дома и энергию из возобновляемых источников, которую можно получить от ветра, солнца, а также в результате сжигания древесины и биотоплива. И у домов есть значительный потенциал в снижении потребления тепла для обогрева. Дом может и должен быть более экологичным и энергосберегающим. В энергосберегающем доме нужно только использовать все имеющиеся возможности.

Для окружающей среды и владельца

Затраты энергии в жизненном цикле дома от возведения до сноса распределяются следующим образом: 1% приходится на строительство, 14% – на материалы, 85% – на стоимость энергии, затраченной на отопление и эксплуатацию дома. Как можно уменьшить последнюю цифру? Достаточно утеплить дом и использовать эффективное отопительное оборудование, то есть экономить на обогреве, не снижая качество жизни.

Возможностей много. Тот, кто захочет использовать доступные решения, построит дом, который будет не только находиться в согласии с природой, но и экономить много энергии. Сколько? 40% по сравнению с обычным домом. Некоторые решения – очень простые, их можно использовать сразу; другие требуют значительных затрат, специальных технических и инженерных знаний, профессионализма проектировщика, а также тщательной работы монтажных бригад.

Вот примеры простых решений. В состоянии ожидания (stand by) домашние электроприборы используют в день до 100 Вт энергии. Ее можно сэкономить, выключив их из розетки. Холодильник потребляет 20% электроэнергии в доме – экономию принесет замена старого прибора новым, энергосберегающим, категории A+++.

Хотите сэкономить еще больше? Тогда надо уменьшить спрос на тепло. Если пассивному дому на обогрев хватает всего 15 кВт ч/(м2 год), то обязательно ли тратить 40 кВт ч/(м2 год) (столько энергии сегодня в среднем потребляет Европа)? Или 120–150 кВт ч/(м2 год) (это показатель затрат энергии для вновь построенных домов), а тем более 300 кВт ч/(м2 год) – именно такую энергию потребляют сегодня старые дома.

Какие выгоды заказчик извлекает из инвестиций, направленных на улучшение экологии? Прежде всего, более низкие счета за отопление и ощущение гармоничной жизни в согласии с природой. Но за экологию придется заплатить – строительство энергосберегающего дома обходится дороже обычного.

Но ежегодно цена уменьшается. Какой риск того, что это не окупится? Небольшой. Но инвестиции, вложенные в энергосберегающие технологии, окупятся нескоро,тем не менее это нужно делать и для сохранения природы, и для нормальной жизни следующих поколений.

Цены на энергию растут – значит, это время постоянно сокращается! Если заменить старый отопительный котел современным конденсационным и дополнительно установить рекуператор тепла, то за отопление нужно будет платить на 30% меньше. Если дополнительно оснастить дом эффективной бытовой техникой, энергосберегающим освещением и рационально эксплуатировать оборудование, то можно без труда снизить затраты на содержание дома до 40% по сравнению со стандартным домом.

Каталог экологических возможностей

Экологический и энергосберегающий дом – это целая палитра возможностей улучшить экологию и сохранить средства. Начинать можно с традиционных способов. В этом вопросе мы «не откроем Америку», потому что о преимуществах строительства из древесины хорошо знали наши предки. Новизна в том, что сегодня нужно смотреть на дом как на единое целое, а не на его отдельные элементы. И сам дом (материалы, строительство, оборудование), и стиль жизни домочадцев должны быть настроены на экономию энергии и сохранение окружающей среды.

Энергосберегающий дом: изоляция дома. Это решение, которое быстрее всего приходит на ум. Необходимо обеспечить изоляцию стен и несущих конструкций, чтобы они не пропускали тепло, как в пассивном доме. Через наружные стены уходит до 20% тепла, через крышу – 35%, через пол – до 35%. Увеличение слоя утепления дает немедленный результат – уменьшение теплопотерь.

Изоляция хорошо сказывается на окружающей среде и выгодна хозяину. Руководитель польского Центра технической информации фирмы Isover Генрих Квапиш приводит расчет для утеплителя из стекловаты.

Вопрос: сколько углекислого газа образуется при производстве 1 тонны этого изоляционного материала?
Результат исследования: 2195 кг. И эта же тонна утеплителя, использованная для утепления дома, сэкономит на протяжении цикла жизни дома 76 000 кг CO2. Затраты на утепление окупаются! Эксперты утверждают, что для Украины более дешевым решением было бы массовое утепление домов, чем строительство электростанций.

Энергосберегающий дом: рекуперация тепла. Наличие в герметичном доме вентиляции с рекуперацией тепла – это осознанная необходимость. Значительную экономию можно получить не за счет использования изоляции, а благодаря рекуперации, отмечал на конференции, организованной фирмой Rehau, Вальтер Браун – архитектор из Германии, проектирующий пассивные дома. Реальный возврат энергии составляет 25% от общих потерь тепла. Другой параметр: рекуператор возвращает 25 кВт ч/(м2 год), а сам потребляет всего 3,8 кВт ч/(м2 год).

Дом с естественной вентиляцией теряет безвозвратно до 40% доставленной энергии. Следует позаботиться, чтобы внутри дом был отделан экологичными материалами, а качество воздуха было высоким – ведь почти 90% жизни мы проводим в четырех стенах. Если дом слишком герметичен, то человеку приходится дышать воздухом, в котором содержится избыточное количество CO2, что плохо отражается на его здоровье.

Проект энергосберегающего дома. Он должен отвечать потребностям и ожиданиям заказчика. В целом он должен быть небольшим, компактным, а значит – более дешевым в содержании. Крышу лучше сделать двухскатной, чтобы она не имела сложную конфигурацию. В доме должны быть большие, выходящие на юг окна (максимальное использование солнечного тепла и дневного света) вместо значительных по площади окон с каждой стороны.

Материалы энергосберегающего дома. Лучше всего выбрать материал из возобновляемого сырья, например, древесину. Предпочтение отдается материалам, производство которых не связано с большими выбросами CO2 и SO2, то есть малообработанным. С точки зрения экологии важными являются приобретение материалов вблизи строительства (уменьшение потерь, связанных с транспортировкой), возможность их переработки и доступность информации о продукте. опубликовано

Существует несколько оснований для того, чтобы выполнить строительство своего собственного дома по энергоэффективным технологиям. Основной причиной является то, что при эксплуатации вашего жилища вы понесете меньшие затраты. Но также немаловажно, что при продаже такие варианты будут более привлекательными для покупателей, да и цену за него можно выставить гораздо выше.

В связи с последними событиями на мировом рынке энергоресурсов можно сделать следующий вывод. Цена за основной источник энергии, а именно нефть, очень нестабильна и будет постоянно расти. Если заглянуть в прошлое и проанализировать стоимость на нефть, то эти утверждения подтвердятся. Поэтому приходится каким-то образом выкручиваться, к примеру, планировать строительство энергоэффективных домов и покупку энергоэффективного оборудования.

Не только материальная выгода является преимуществом такого вида домов. Ведь, сокращая потребление энергоресурсов, мы очищаем нашу атмосферу от вредных примесей и веществ, возникающих при сжигании топлива. Большинство считает, что это ничтожный вклад для очищения нашей планеты, а население продолжает приобретать а также заболевания эпидермиса и желудка. Однако это не совсем так, только сообща люди могут справиться с этой напастью.

На что мы тратим энергию в наших домах?

Если взять обычный рядовой дом, то можно выделить несколько "пожирателей" энергии:

• различные электроприборы;
• свет;
• тепло;
• нагрев воды.

Около 72% от всей энергии тратится на обогрев наших жилищ. Все потому, что раньше в нашей стране не задумывались об экономии и строили дома, не уделяя особое внимание теплоизоляции. В странах Европы ситуация не такая плачевная, однако их показатель тоже оставляет желать лучшего - 57%.

Разберемся с понятием энергостандартов

Энергоэффективное строительство стало популярным в девяностых. Первыми заинтересовались этим Германия, Франция, Швеция и Швейцария. Европейские специалисты начали связывать потери энергии с плохой теплоизоляцией домов, неправильной формой зданий, а также с плохим расположением построек относительно сторон света. Затраты на исправление этих недостатков несущественны, так почему же не экономить? Тогда-то и началось разделение жилых зданий на типы:

• Энергоэффективный дом. Таковым считается постройка, потребляющая не больше семидесяти процентов тока от энергии, которую потребляет обычный дом. Кроме того, в таких сооружениях используются установки, работающие от (ветряки, солнечные батареи) и теплоизоляция около пятнадцати сантиметров.
• Постройка с низким потреблением. Здесь соотношение к потреблению стандартного дома не более чем сорок пять процентов, а изоляция порядка двадцати сантиметров.
• Пассивной постройкой считается постройка с очень низким потреблением - 30% по сравнению со стандартными домами. Инженеры добиваются таких результатов благодаря отличной изоляции, правильному использованию тепла - естественного и того, которое бездарно расходуется в вент-системах. Обычно такие дома оборудуются теплоизоляцией толщиной в тридцать сантиметров, автономным источником электроэнергии и тепла.
• Постройки, не потребляющие энергию. Да, планируется использовать и такие, мало того, они еще и будут отдавать в сеть электроэнергию. Однако пока это только лишь эксперимент. Теплоизоляция в таких домах - сорок сантиметров.

Расчет необходимого тепла

Если брать в расчет, что больше всего электроэнергии тратится на тепло, то энергостандарт дома выбирается исходя из коэффициента Е. Он обозначает сезонную потребность в тепле - отражает количество, необходимое для отопления квадратного метра. Разберем, от чего зависит этот коэффициент:

• Качество теплоизоляции.
• Тип вентиляции.
• Ориентация здания по сторонам света.
• Количество бытового тепла.

Также стоит отметить коэффициент нормированного сезонного потребления тепла Е0. Он также определяет необходимое количество тепла для обогрева кубического метра, но при условии, что строение возведено с соблюдением всех норм и правил. Е0 рассчитывается как отношение площади внешних стен к обогреваемому объему.

Насколько выгоден энергоэффективный дом?

Технологии совершенствуются, и если смотреть в будущее, то можно сказать: строительство таких домов - это экономично. Сейчас капиталовложения, выделяемые на возведение пассивного сооружения, на 20 процентов больше затрат на постройку стандартного здания. Спустя несколько лет разница уменьшится на 10 процентов. И это можно подтвердить по опыту зарубежных строителей. Энергоэффективный жилой дом - хороший вариант для инвестирования. Подтвердим это, рассмотрев следующий пример. В качестве примера возьмем обычный загородный дом площадью 150 квадратов, в котором проживает одна семья. В качестве тепловой установки в этом доме выберем газовый котел. Тогда затраты на эксплуатацию жилища будут следующими:

• отопление - 144 кВт/м 2 ;
• нагрев воды - 30 кВт/м 2 ;
• бытовые нужды (электроприборы, приготовление пищи, свет) - 26 кВт/м 2 .

В таком случае получается, что за год такой дом потребит 30 000 кВт. Если же вместо стандартного дома взять энергоэффективный деревянный дом, картина будет следующая:

• отопление - 44 кВт/м 2 ;
• нагрев воды - 30 кВт/м 2 ;
• бытовые нужды (электроприборы, приготовление пищи, свет) - 26 кВт/м 2.

Потребит за год 15 000 кВт. Итого, можно сэкономить на эксплуатации дома около 50%. Очень обнадеживающая информация.

Площадь окон

Сейчас, на вновь возводимых зданиях, нередко можно встретить большие Однако конструкция окон не позволяет добиться теплозащиты, близкой к теплозащите капитальных стен. С другой стороны, с позиции освещенности помещений, большие окна уменьшают на искусственное освещение. Приходится искать золотую середину. При проектировании самым оптимальным считается отношение 6:1, где 6 - это площадь пола, а 1 - окна. Например, возьмем энергоэффективный дом и помещение площадью 36 квадратных метров. Оптимальная площадь остекления тогда будет около 6 квадратных метров.

Проектирование энергоэффективных домов. Каталоги проектов

Статистика говорит, что на западе около 80% частных жилищ возводится по готовым проектам. А можно ли построить на базе этих вариантов энергоэффективный дом? Проекты в большом количестве находятся в специальных каталогах, а какой из множества вариантов выбрать?

Очень важная задача - сократить потребление электроэнергии до минимума. Как отмечалось выше, львиная доля ее тратится на обогрев помещений в зимнее время. Однако стоит понимать, что, увеличив слой теплоизоляции, дом не сделать энергоэффективным. Тут подход должен быть комплексным. Очень важно убрать все мостики холодного воздуха, а также предусмотреть механическую вентиляцию.

Уделяем внимание стенам и крыше

Перед приобретением проекта он должен быть тщательно изучен на предмет соблюдения непрерывной теплоизоляции. Энергоэффективный дом - это постройка, для которой очень важен вопрос герметичности.

Благодаря данной характеристике холодный воздух не будет поступать в помещение. Герметичным должно быть все, начиная от дверей и заканчивая крышей. Стены таких домов оштукатуриваются двойным слоем, а кровля выполняется с теплоизоляцией и пароизоляцией. Места стыков и креплений закрываются специальной клейкой лентой.

Расчет энергоэффективности

Как отмечалось выше, энергоэффективной считается постройка, потребляющая не больше семидесяти процентов электрической энергии от того количества, которое потребляет обычный дом. Рассмотрим коэффициент Е и его величину:

• Для обычного дома коэф. Е меньше или равен 110 кВт/м 2 .
• Для энергоэффективного дома коэф. Е меньше или равен 70 кВт/м 2 .
• Для коэф. Е меньше или равен 15 кВт/м 2 .

На западе более современным считается способ расчета энергоэффективности построек по коэфффициенту Ер. Он обозначает количество энергии, необходимое для отопления, вентиляции, нагрева воды, освещения и кондиционирования. Рассмотрим классификацию построек, в зависимости от Ер:

• Для экономных построек он меньше или равен 0,5.
• Для энергосберегающих построек коэф. Ер меньше или равен 0,75.
• Для обычных построек он меньше или равен 1.
• Для пассивных построек коэф. Ер меньше или равен 0,25.
• Для самых энергозатратных построек Ер больше 1,5.

Вопрос вентиляции и обогрева

Мы уже говорили о том, что энергоэффективный дом должен быть обустроен механической вентиляцией, с функцией получения тепла. Поэтому, выбирая проект, нужно удостовериться, что в доме предусмотрена такая вентиляция. Это важно, поскольку обычная вентиляция не будет функционировать в герметичном доме. Также стоит отметить, что гравитационная вентиляция хорошо работает при температурах чуть выше нулевой отметки, поэтому летом она почти бесполезна.

В герметичных энергоэффективных домах лучше всего покажет себя механическая вентиляция, которая позволит получать тепло из удаляемого воздуха. Такая вентиляция позволит обойтись в доме без привычной водяной системы отопления, что приведет к экономии на радиаторах, трубах и нагревательных установках. Поэтому будьте внимательны, выбирая энергоэффективный дом: проекты должны предусматривать такой тип вентиляции.

Некоторые тонкости постройки

Разберем тонкости возведения подобных строений. Если вы планируете строить энергоэффективный дом своими руками, необходимо знать точное количество людей, которые там будут проживать. Ведь сами люди создают бытовое тепло - при стирке, приготовлении пищи, пользовании электроприборами. Получается, что слишком большие дома не будут считаться энергоэффективными при условии, что в них будут проживать несколько человек. Также внимательно надо отнестись к эффективному расходу тока, выбирая энергоэффективные приборы и оборудование. Будет полезно обустроить придомовой участок согласно сторонам света и климатическим условиям в вашем регионе.

Заключение

Проектирование и строительство энергоэффективных домов в будущем будет едва ли не единственным направлением в строительной отрасли. Поэтому нужно задумываться об этом прямо сейчас.

Мировой опыт решения проблемы истощения запасов топлива

В настоящее время человечество столкнулось с необходимостью найти замену углеводородам, запасы которых невозобновляемы и неуклонно снижаются. Такая задача стоит на государственном уровне. Разные страны решают ее по-разному. Начиная с того, что созданы программы по маркировке энергоэффективных бытовых приборов и продуктов. Для этих целей в США Агентство по защите окружающей среды в 1992 году создало программу «Энерджи стар». Логотипы ENERGY STAR® и EnerGuide for Equipment используют для указания энеогозатратности инженерного оборудования (водонагревательного, отопительного, кондиционеров, вентиляции и пр.) и помогают потребителям выбирать наиболее энергоэффективные устройства, а также стимулируют компании производить энергоэффективную продукцию. Совсем недавно агентство разработало стандарт энергоэффективного здания ENERGY STAR® for New Homes «Энерджи стар». Стандарт ENERGY STAR® for New Homes популяризирует энергоэффективный способ работ в сфере домостроения. Это позволяет строить менее энергозатратные (на 30 %) новые здания.

В конце прошлого 20 столетия в США было принято решение о том, что сбережение энергии энергетическими компаниями достигнутое у потребителей, дает энергетическим компаниям 30% средств, которые получены потребителем, вследствие экономии энергии. Причем эти средств зачисляются в счет прибыли энергетической компании. До этого было принято решение, ограничивающее прибыль энергетических компаний, получаемую от поставки энергии сверх плана. Указанные два фактора в совокупности, а также то, что инвестиции в мероприятия по экономии у потребителей для энергетической компании в 3 раза более выгодно чем строительство новых мощностей, привели к тому, что энергетические компании стали инвестировать средства в мероприятия по энергосбережению у потребителей.

Энергокомпании стали проводить деятельность по сбережению энергии у потребителей. Одним из видов такой деятельности стало стимулирование энергосбережения ценами. Энергетические компании устанавливают скидки потребителю за уменьшение мощности оборудования.

В 1997 г. в Канаде комиссия по зданиям (Canadian Commission on Building and Fire Codes) вместе с Национальным исследовательским советом Канады (National Research Council Canada) после консультаций с регионами (по канадским законам, градостроительство и эксплуатация зданий принадлежат к компетенции провинций и территорий) и другими заинтересованными сторонами разработали и национальные энергетические стандарты для зданий - The Model National Energy Code of Canada for Buildings 1997 (MNECB). В этом документе указаны требования к энергосбережению новых строений. Наиболее строгие требования в MNECB установлены для вводимых в эксплуатацию новых зданий на территории этой страны. По мнению канадских властей это позволит к 2011 г. повысить на 25% энергоэффективность новых зданий по сравнению со старыми зданиями.

В Японии после нефтяного кризиса 1973 г. были разработаны и приняты меры по энергосбережению. Это привело к к снижению на 35% энергоемкости ВВП. Однако, вдальнейшем энергопотребление начало увеличиваться в среднем на 3,1% в год. Японское правительство было вынуждено в 1993 г. пересмотреть «Закон об энергосбережении». В настоящее время в Японии министерство международной торговли и промышленности обязано устанавливать, опубликовывать и реализовывать основные политику, направленную на разностороннее стимулирование национального энергоиспользования, а основные энергопользователи обязаны выполнять мероприятия по рационализации энергопользования в соответствии с политикой японского правительства.

В Европе едва ли не первым международным документом, в котором указано о необходимости введения энергоаудита, стала Директива Евросоюза 93/76/ЕС «о ограничении выделений двуокиси углерода путём улучшения энергоэффективности». Одно из нововведений Директивы предусматривало обязательность определения расходов на отопление, кондиционирование, горячее и холодное водоснабжение зданий. Указанная директива стала основой для создания новых норм и правил в области энергоэффективности в странах ЕС. Директива Евросоюза 93/76/ЕС указала правовые основы энергоаудита в Европе.

Сегодня в большинстве стран Европы энергоаудит является обязательным для оформления энергетического паспорта строения. Энергетический паспорт здания это документ, который содержит данные по теплоэффективности здания, данные о фактическом энергопотреблении здания и является подтверждением соответствия здания действующим энергоэффективным нормам.

Несмотря на то, что действует Директива Евросоюза 93/76/ЕС, в настоящее время в странах Европы отсутствует единый подход к сертификации. Национальные правительства разрабатывают национальные требования к сертификации зданий. Однако, уже сейчас сертификация зданий, которые расположены на территории Европейского союза, производится по рейтингу энергетической эффективности зданий. Рейтинг присваивается зданию в зависимости от потребления энергии, вычесленной в кВт.ч/м2.год. В соответствии с этим рейтингом зданию или сооружению выдается сертификат, который свидетельствует о соответствии классу энергоэффективности от A, при потреблении равном или меньше 25 кВт.ч/м2.год, до G, при потреблении, свыше 450 кВт.ч/м2.год.

В соответствии с документом, который получил название «Цели 2020» (2007 г.), энергоэффективность к 2020 г. должна повыситься на 20%, доля возобновляемых источников энергии в ее производстве должна вырасти до 20%, на 30% должен быть уменьшен выброс углекислого газа CO2. Эти цели будут достигаться в том числе за счет появления продукции спецмаркировки, которая указывает на энергетический класс, уровень шума и другие существенные характеристики.

Лидером по разработке и постройке энергоэффективных зданий является Дания. В этой стране экономический рост не сопровождается ростом энергопотребления. В настоящее время дом в Дании не будет принят в эксплуатацию, если на его отопление затрачивается более 70 кВтчас на 1 метр квадратный.

Новые градостроительные нормы в Дании были введены в 2006 г. Согласно новых норм на 25-30% по сравнению с предыдущими нормами возросли требования к энергоэффективности зданий. Нормы, которые будут приняты в 2015 г., будут еще строже. Важной мерой в обеспечении энергосбережения при отоплении является энергетическая маркировка строений и зданий. Энергетическая маркировка применяется и для вновь возводимых, и для существующих зданий. В этой стране принято разделять здания в зависимости от площади на здания общей площадью менее 1500 м2 и более1500 м2. В разных случаях по-разному маркируют здания и применяют разные способы энергосбережения. Как показала датская практика, такая маркировка строений и зданий является действенной мерой, позволяющей ограничивать расход энергии в зданиях.

Положение дел по рассматриваемому вопросу в России

В России в настоящее время, по оценкам экспертов, тратится на отопление 350 кВтчас на 1 метр квадратный. Это в пять раз больше чем в Европе. В том числе поэтому энергоэффективность стала одним из основных направлений исследований, проводимых в «Сколково». Так, специально для того, чтобы осуществлять разработку новых технологий в области энергоэффективности запланировано строительство исследовательского центра датского концерна Danfoss. Danfoss является ведущим мировым производителем оборудования для энергоэффективных зданий. Кроме того, «Сколково» впоследствии станет испытательным полигоном для инновационных технологий, которые здесь разрабатываются. Пример воплощения новых технологий это строительство здания, названного «Гиперкуб».

Немного теории

Энергоэфективность это рациональное расходование энергии.

В домостроении можно выделить следующие первичные факторы растраты энергии:

• архитектурные решения, вызывающие повышенный расход энергии;
• отсутствие практики применения альтернативных видов энергии;
• отсутствие приборов контроля и учета энергии;
• плохое качество и неграмотный монтаж оконных рам;
• плохое качество теплоизоляционное стен;
• морально устаревшие системы вентиляции;
• значительная протяженность теплотрасс.

Практическим решением, которое позволяет исключить приведенные выше факторы нерационального расхода является энергоэффективный дом. Под энергоэффективным домом принято понимать здание, для которого характерно малое энергопотребление идеальным вариантом является энергонезависимость.

Концепции энергоэффективного дома

В настоящее время разработано несколько концепций энергоэффективного дома.

Концепция «Пассивный дом». Концепция «Пассивный дом» это наиболее ранняя и очень известная концепция энергоэффективного дома. Эта концепция впервые была применена в Германии в конце 20-го века. Сейчас принято относить здание к «пассивным», если оно соответствует стандартам, немецкого института пассивных зданий. «Пассивный» дом – это, в первую очередь, хорошая теплоизоляция. В пассивном доме поддерживается комфортный микроклимат главным образом за счет тепла человеческого тела, энергии солнца, энергии бытовых электроприборов и т.д.

Пассивный дом практически не имет тепловых потерь. Технологии «пассивного дома» проверены в условиях сурового климата скандинавских стран и доказали свою эффективность. Впервые пассивный дом был возведен по экспериментальному проекту в 1991 году в Германии, руководил проектом Вольфранг Файст. В здании проживают четыре семьи, на отопление расходы не превышают 1 л жидкого топлива в год на 1 м2 площади, подлежащей отоплению. В конце первого десятилетия 21 века было введено в эксплуатацию более 7000 пассивных домов. В пассивном доме экономия энергии составляет 90%. Это достигается в первую очередь за счет грамотной теплоизоляции ограждающих стен, увеличения площади остекления южного фасада, а также за счет автоматизированных систем отопления и вентиляции. Также используется солнечная энергия.

Концепция дома с нулевым энергопотреблением. В концепции «Дома с нулевым энергопотреблением» основное внимание уделяется использованию альтернативных видов энергии.

Первый дом с нулевым энергопотреблением был построен в США талантливым инженером Майком Стризки. В доме Майка Стризки летом солнечные батареи вырабатывают на 60% больше энергии, чем это требуется о для нормального проживания. Избыток расходуется на получение водорода из воды. Водород используется для отопления зимой, когда солнечного тепла недостаточно. Майк Стризки не платит денег ни за электричество, ни за газ. Отрицательной стороной концепции дома с нулевым энергопотреблением является высокая стоимость инженерных решений. Поэтому практически, при реализации этой концепции, специалисты сокращают утечки нагретого воздуха, утепляют ограждающие стны, ориентируют окна на юг, разрабатывают энергоэффективные архитектурные решения. Указанные меры в обеспечивают экономить до 60-70% энергии на отопление.

Дом генерирующий энергию. Концепция дома генерирующего энергию являет собой дом, который сам производит электроэнергию для своих нужд. При этом излишки электроэнергии летом продаются энергетической компании, а зимой покупаются обратно. Эффективная теплоизоляция, грамотные архитектурные решения, технологии, позволяющие преобразовывать энергию альтернативных источников в электроэнергию делают такие дома технически реализуемыми.

Энергоэффективный дом Active House в России

Европейская концепция Active House пришла в Россию.

Построенный в России по концепции Active House дом являет собой комплекс инженерных решений, направленных на бережное природопользование и рациональное расходование энергии. Архитектор Ральф Ноулз пришел к выводу, что энергоэффективность здания зависит от отношения площади ограждающих конструкций к объему здания. Чем меньше это отношение, тем в меньшей мере здание подвергается влиянию окружающей среды. Построенный в России Active House полностью соответствует этой закономерности. Главным компонентом Active House – является строительная часть здания. Грамотно рассчитанная и качественно смонтированная теплоизоляция, специальный каркас здания, который устраняет «мостики холода», специальная разработка узлов примыкания, повышенная герметичность здания позволили инженерам сократить теплопотери.

Применение теплового насоса позволило на 72%, в сравнении с электрокотлом, снизить расход электроэнергии. По итогам наблюдения средний сезонный коэффициент преобразования для теплового насоса составляет 3,6 единиц. Эта величина учитывает работу всего встроенного электрического оборудования, в т.ч. трубчатых электронагревателей. Таким образом на 1 кВт*ч электрической энергии, потраченной на работу теплового насоса, вырабатывается 3,6 кВт*ч тепла. Другими словами, для теплового насоса мощностью 9,4 кВт*ч, примерно 6,78 кВт*ч – получено от тепла земли. Другим инновационным решением стало применение солнечных коллекторов. Это решение полностью оправдало себя. Нагрев воды на 70% производится за счет энергии солнца, это позволяет сберегать порядка 30 тыс. рублей в год. Однако из-за особенностей климата в России, эффективность работы таких устройств, как солнечные коллектора зависит от времени года. Зимой значительный снежный покров не позволяет солнечным коллекторам работать на полную мощность, весной система становится эффективной. Так, например, в марте солнечная энергия покрывает 344 кВт из 433 затраченных на нагрев воды, в апреле солнечные коллектора вырабатывают 527 кВт.

Микроклимат, создается в доме при помощи интеллектуальных систем вентиляции, фильтрации воздуха и обогрева. В Active House поддерживается наилучший уровень кислорода и оптимальная влажность. Это стало возможным благодаря применению экологических строительных материалов, а также за счет применения специальных датчиков, реагирующих на рост содержания СО2 в воздухе.

Значительная площадь остекления, достигнута благодаря применению мансардных и фасадных окон. Естественная освещенность в «Active House» в 10 раз превышает уровень требований СНиП. Такое обилие света используется для отопления и комфортно. Многочисленными опытами доказано, что освещение солнечным светом как нельзя лучше влияет на организм человека. Кроме того, освещение солнечным светом экономит электроэнергию. Так как большая часть окон находится на южном фасаде, солнечное тепло не теряется, а используется для обогрева. Дополнительные теплопоступления за счет расположения окон на южной стороне составляют порядка 7000 кВт*ч.

По результатам опытной эксплуатации Active House специалисты сделали вывод о том, что затраты на энергию в Active House в 11 раз ниже, чем в неэнергоэффективном доме. Цифры говорят сами за себя. Фактические расходы в «Active House» составляют около 20 тыс. рублей в год, а расходы в неэнергоэффективном доме составляют – 217 тыс. рублей в год.

Суровые будни российской действительности

Как было сказано, в России энергопотребление здания составляет примерно 350 кВт/(м2*год). Такие цифры для новых зданий, установлены нормами СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». По сравнению с европейским положение дел такое энергопотребление крайне расточительно. Энергоэффективные дома строятся очень редко, в основном для исследований на средства бюджета. Частные застройщики энергоэффективные здания не возводят. Основным фактором, препятствующим внедрению энергоэффективных технологий в строительстве, является повышенная стоимость энергоэффективного дома.

По мнению председателя Комитета по системам инженерно-технического обеспечения зданий и сооружений НОСТРОЙ Ивана Дьякова в настоящее время, в России ни один жилой дом не отвечает требованиям, которые предъявляются энергоэффективным зданиям. Такое важное заявление сделал Иван Дьяков на III Всероссийском конгрессе.

Руководитель аппарата Национального объединения проектировщиков Антон Мороз также считает, что инновации по энергоэффективности и энергосбережению станут внедряться, только после законодательного закрепления обязанности заказчиков применять энергоэффективные технологии в строительстве. Те энергоэффективные решения, которые заложены в проект при проектировании, в процессе возведения здания, чаще всего, не реализуются. Это происходит из-за того, что Заказчик не имеет стимула вкладывать средства в энергоэффективные технологии.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что для широкого внедрения энергоэффективных технологий нужна законодательная база и реальные государственные программы, которые бы стимулировали энергоэффективное строительство в нашей стране. Для решения этого вопроса начаты исследования в Сколково, ведется сотрудничество с датской компанией- производителем тепловых насосов «Данфос», бюджетные учреждения обязаны составлять энергетические паспорта зданий. Однако этих мер явно не достаточно. Отставание от Европы составляет годы. Для того чтобы ликвидировать наметившееся основание, необходимо строительство энергоэффективных домов проводить в рамках федеральной программы, с частичным финансированием инновационных технологий государством.