с 9:00 до 18:00

Будние дни

Челябинск

Свердловский пр. 7

8 (351) 214 77 99

k-dom74@mail.ru

Сравнить проекты

Энергосбережение при отоплении. Пассивный дом

Энергосбережение при отоплении. Пассивный дом

Энергосбережение при отоплении. Пассивный дом

Энергосбережение сегодня – важная задача не только каждого владельца дома, но и государства, ведь запасы источников тепла на Земле не безграничны. В последнее время успешно развивается строительство энергосберегающих домов – в них затраты на электроэнергию в целом, и, в частности, на отопление, существенно ниже, чем в обычных домах. За счет чего можно сократить потребление ресурсов на отопление?

1. Экономия на отоплении

Отопление дома – самая внушительная часть затрат на содержание жилья в процессе его эксплуатации. Современные системы отопления недешевы уже в процессе строительства, а потребление ресурсов напрямую зависит от многих факторов: продолжительность холодного сезона года, климатические особенности местности, вид топлива, используемого для отопления и т.д. Особенно важна эта составляющая для России. Наша страна – одна из самых холодных в мире. На большей части территории России отопительный сезон длится в среднем половину года. Это требует значительных теплоресурсов. Хорошо, что запас их в нашей стране пока достаточно велик.

В других странах, где климат намного мягче, но с ресурсами бедновато, давно пытаются жестко экономить на отоплении. Развитие энергосберегающих технологий в строительстве началось в относительно теплой Германии, а такие страны как Финляндия, Швеция, Канада с успехом подхватили это начинание. Тем более, что там накоплен достаточно большой опыт  теплосбережения в строительстве.

Наряду с совершенствованием систем отопления, со стремлением повысить его КПД, параллельным курсом идет развитие технологий сбережения тепла. Результатом этих инженерных разработок является постройка уникальных зданий, где затраты на отопления почти полностью  отсутствуют – такие дома называют энергосберегающими пассивными домами.

Система "пассивный дом"

Система «пассивный дом»

2. Нормы потребления энергии на отопление

Государство в первую очередь озабочено сохранением и возобновлением источников энергии на своей территории. Это одна из составляющих коллективной безопасности граждан каждой страны.

В связи с этим установлены нормы энергопотребления на многие виды хозяйственной деятельности, в том числе и на отопление жилых домов. Они, конечно, в первую очередь зависят от климатических условий. Но волевое снижение норм является стимулом для развития энергосберегающих технологий.

Так, в Германии потребление энергии на отопление постоянно снижается. В зависимости от климатической зоны годовая норма расхода электроэнергии новых зданий составляет от 30 до 70 кВт-часов на единицу площади – 1 м2.

В России такие нормы существенно выше – от 100 до 200 кВт-час на 1м2 в год.

3. Способы экономии теплоресурсов

Экономить на отоплении люди старались всегда. Чем быстрее расходовались ресурсы, тем скорее начинался этот процесс в масштабе целой страны. Да и стоимость их не всегда была по карману хозяевам домов – приходилось в первую очередь совершенствовать системы отопления:

  1. Повышение КПД используемых систем отопления
  2. Снижение стоимости добычи источников тепла
  3. Поиск новых традиционных источников тепла с наилучшими свойствами
  4. Поиск возобновляемых источников тепла
  5. Экономия имеющихся теплоресурсов в процессе эксплуатации

С дров человечество постепенно перешло на уголь, с угля на нефть, а с нефти на газ, самый дешевый на сегодня традиционный источник тепла. Конструкция домашнего очага от костерка посередине пещеры скакнула за тысячелетия к сложнейшим отопительным котлам. Люди научились использовать в отоплении бесплатное тепло солнечных лучей и бесплатные термальные подземные воды. «Умный» контроль над системой отопления сегодня позволяет отключать отопительное оборудование, не нужное в данный момент.

Второй путь, по которому шли инженеры – как можно дольше сохранять уже имеющееся в доме тепло:

  • Теплоизолирование дома
  • Повышение качества утеплителя
  • Дополнительное утепление «мостиков холода»
  • Расчет строительных конструкций для оптимального теплосбережения

Все эти меры напрямую связаны и с воздухообменов в помещении, необходимым для нормальной жизнедеятельности, и с паропроницаемостью элементов дома, и с нормами пожаробезопасности.

4. Наиболее перспективные направления теплосбережения

Конечно, многие из возможных направлений работ по эффективному отоплению и теплосбережению исчерпали свой ресурс развития. КПД сжигания дров никак не повысить, а новых ископаемых источников эффективнее природного еще газа не нашли. Однако во многих областях простор инженерной мысли еще не ограничен.

Идея приблизить конструкцию дома к своеобразному термосу воплотилась в строительстве каркасных домов, на 70% состоящих из утеплителя.

Схематическое устройство каркасного дома
Схематическое устройство каркасного дома

Достаточно интенсивно развивается, например,  использование солнечных отопительных коллекторов, которые могут отапливать частные дома даже зимой. Далеко шагнули технологии создания теплосберегающих окон. Химическая промышленность создает все новые виды утеплителей.

Развитие компьютерных систем и Интернета позволяет оптимизировать совместную работу всех систем в нашем доме, экономя каждый лишний киловатт электрической энергии.

Все эти разработки успешно реализуются в системах пассивных домов.

Первенство здесь принадлежит Германии, где давно стремятся рачительно использовать имеющиеся ресурсы – ведь Германия еще в средние века оказалась первой страной, где вырубили почти весь лес. Тут же нашли богатые запасы угля, но и они заканчиваются.

5. Основные характеристики энергосберегающих домов

По большому счету, технология пассивных домов вобрала в себя все лучшее, чего годами и десятилетиями разрабатывали строители:

  • Максимальное использование возобновляемых источников тепла
  • Оптимальное расположение дома
  • Качественная теплоизоляция
  • Тщательное устранение «мостиков холода»
  • Энергоэффективное застекление
  • Принудительная вентиляция
  • Рекуперация тепла
  • Герметичность внешней оболочки здания
  • Использование максимальной автоматизации всех отопительных систем

Далее мы рассмотрим подробнее каждый из этих пунктов.

В Российской Федерации строения классифицируются по уровню потребления электроэнергии на отопление. Энергоэффективные дома включены в эту квалификацию:

 

Вид дома Потребление энергии на отопление, кВт*ч/м2 в год Общее потребление энергии

кВт*ч/м2 в год

Пассивный До 15 120
Дом со сверхнизким потреблением 16-35 180
Дом с низким пореблением 36-50 До 260

 

6. Солнечные коллекторы и геотермальные источники тепла

Современные системы солнечных коллекторов способны внести существенную лепту в отопление дома. Если теплоизоляция здания выполнена качественно и теплопотерь почти не происходит, то зачастую можно обойтись только солнечным коллектором – как минимум не в сильные морозы.

Система солнечных коллекторов в упрощенном виде включает в себя:

  1. Змеевик с теплоносителем, нагреваемым на солнце
  2. Трубопровод
  3. Накопительную емкость для горячей воды
Схема коллекторного обогрева воды
Схема коллекторного обогрева воды

Геотермальные источники используют тепло подземных грунтовых вод. Даже в сильные морозы температура воды под землей может быть +5 +8 С. Этого достаточно, чтобы поддерживать тепло, скажем, в тех помещениях, где не требуется разогрева до высоких температур. Снижение температуры воздуха в хорошо нагретом помещении происходит достаточно медленно, и даже вклад геотермального отопления может оказаться значительным в энергосбережении целого дома..

Использование геотермальных источников
Использование геотермальных источников

7. Ориентация дома для оптимального  пассивного отопления

На степень использования природных источников тепла влияет даже расположение дома относительно солнца. Мы прекрасно знаем парниковый эффект – когда солнечные лучи сильно разогревают воздух в теплицах, и в них становится теплее, чем снаружи.

Вывод – чем больше солнца будет проникать в жилище, тем лучше. Даже в морозный солнечный день комната дополнительно отапливается лучами солнца. Энергоэффективные дома ставят таким образом, чтобы солнечные лучи максимально проникали в дом большую часть суток.

Обычно застекление дома делается с учетом этого фактора. Большая часть окон, а также жилых помещений, где требуется больше тепла, выходит окнами на юг. С другой стороны, на противоположной стороне дома площадь застекления должна быть минимальной – только для естественного освещения – поскольку в данном случае окна являются самыми уязвимыми местами с точки зрения теплопотерь – мостиками холода.

Жилые помещения располагают на солнечной стороне
Жилые помещения располагают на солнечной стороне

Еще один фактор, определяющий расположение дома – роза ветров. Дом должен быть расположен так, чтобы получать меньше ветряных потоков. Со стороны, откуда чаще всего дует ветер, стены  дом необходимо снабдить хорошей ветрозащитой, а сам дом – дополнительными преградами, например, установкой забора или постройкой бани или хозблока.

Самым оптимальным с точки зрения остекления и получения максимума солнечной энергии в течение дня можно считать форму полусферы. Такие дома уже успешно строятся. Как минимум, можно приблизить к овальной форме стороны, выходящие на юг.

Макет каркасного дома в виде полусферы
Макет каркасного дома в виде полусферы

8. Оптимальное утепление дома

Эффективному утеплению дома посвящены несколько статей нашего сайта. Обозначим коротко основные способы утепления:

Качественный монтаж утеплителя, тщательное заделывание стыков между элементами теплоизоляции

Сегодня появляются новые методики утепления. Довольно перспективным считается нанесение эковаты. При достаточно трудоемком процессе эковата дает хорошие результаты…..

9. Окна в пассивном доме

В пассивных домах теплопотери в окнах должны быть минимальными. Вообще говоря, оконные проемы – самая уязвимая для холода часть стены. Коэффициент  теплопроводности стекла близок к таковому для кирпича. Но кирпич, уложенный толстым слоем, хоть как-то удерживает тепло, а стекло имеет толщину всего 4-10 см. Во все времена стекло использовали не для удержания тепла, а для освещения.

Теперь подход изменился.

Еще в прошлом веке на зиму в домах ставили вторые рамы, и это имело глубокий смысл – ведь между двумя стеклами оставалась воздушная прослойка. А теплопроводность воздуха на порядок ниже, чем у монолитных материалов! Именно наличие воздушных полостей в толще материала придает теплоизолирующие свойства минеральной вате и пенопласту.

Развитие оконных систем привело к кардинальному решению. Стекла вставляются в оконную раму в виде стеклопакета – двух- или трехслойного герметичного пакета стекол, разделенных между собой воздушными прослойками. Таким образом, окно становится и аккумулятором тепла.

Мало того, в современных системах вместо воздуха используется, аргон имеющий еще меньший коэффициент теплопроводности.

Стеклопакет тщательно герметизируется. Сами стекла имеют теплозащитный слой, значительно уменьшающий теплопотери.

10. Принудительная вентиляция и рекуперация

Вентиляция дома необходима – в процессе дыхания мы потребляем кислород, а выдыхаем углекислый газ. Приток свежего воздуха необходим, так же как необходимо удаление загрязненного воздуха, образующегося при эксплуатации систем отопления, готовки пищи и так далее.

Но, по сути, вентиляция отрицательно сказывается на сохранении тепла в доме – ведь в холодное время года воздух, проникающий в дом, необходимо нагревать.

С этой проблемой справляется система рекуперации. На входе в дом вентиляционных систем ставятся специальные устройства – рекуператоры. Они устроены так, чтобы потоки теплого воздуха, покидающие помещение, нагревали потоки воздуха, поступающие извне.

Такая система может быть достаточно дорога при покупке, но позволяет сохранить до 70% тепла, что скажется на расходах на отопление.

Рекуператор в системе отопления
Рекуператор в системе отопления

11. Конструкция реальных пассивных домов

На сегодня в строительстве энергосберегающих домов применяются самые эффективные технологии строительства. Приведем основные особенности пассивного дома:

  1. Каркасная технология строительства, как идеальный вариант соотношения прочности и утепления
  2. Кирпичная кладка, с наружным утеплением пенополистиролом
  3. Внутренняя  отделка гипсовой штукатуркой
  4. Дополнительное утепление пола плитами пенополистирола
  5. Трехкамерные стеклопакеты
  6. Деревянные рамы с пенополиуретановой теплоизоляцией
  7. Рекуперация с обменником в нижней части дома
  8. Солнечный коллектор и компактный газовый котел
  9. Теплоизолированные системы горячего водоснабжения
  10. Автоматические и компьютерные системы управления

12. Отечественные разработки пассивных домов

Сегодня построено уже много объектов, поражающих теплотехников низким уровнем потребления электроэнергии. Первые опыты проведены в нескольких индустриально развитых районах – Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Екатеринбурге.

Первый проект был закончен в 2011 году в Подмосковье. Конкретное здание рассчитано на 5 жильцов, с общей площадью 230 м2. Дом двухэтажный, выполненный по каркасной технологии.

В качестве теплоизоляции использована минеральная вата ISOVER. Остекление произведено трехслойными окнами VELUX. Вентиляция снабжена рекуператорами и обеспечивает красность воздухообмена – 0,4 раза в час.

Проект «Экодом» был завершен в Нижнем Новгороде в 2012 году – двухэтажный дом площадью 141 м2, рассчитанный на 4 человек. Каркас деревянный с теплоизоляцией плитами ISOVER,  с трехслойным оконным профилем REHAU GENEO, кратность воздухообмена – 0,3 раза в час.

Годовой расход электроэнергии – 33 кВт*час на 1м2.

Интерьер экодома в Нижнем Новгороде
Интерьер экодома в Нижнем Новгороде

13. Заключение

За строительством энергоэффективных домов – будущее. Государство всячески поддерживает работы в этом направлении. Создаются специальные программы, выдаются льготные кредиты.

Сегодня стоимость пассивных домов существенно выше, чем домов обычных, но уже сегодня застройщик волен применять те или иные технологии энергосебежения в постройке своего дома. В конце концов, экономия на эксплуатации дома окупит первоначальные расходы на строительство.

 

img

Иван Николишин

Похожие статьи

Каркасный дом по финскому проекту. Жить не тужить

Каркасный дом по финскому проекту Дом для...

Читать далее
Михаил Каркасов
автор Михаил Каркасов

Геодезический купол 4 метра в диаметре

Небольшой купольный дом. Геодом. Этот купольный дом...

Читать далее
Михаил Каркасов
автор Михаил Каркасов

Одноэтажный каркасный дом в Рощино

Одноэтажный каркасный дом Дом для постоянного...

Читать далее
Михаил Каркасов
автор Михаил Каркасов

Присоединиться к обсуждению