Энергосберегающий дом

Энергосбережение в частном доме - мировой тренд

Зачем вам энергоэффективный дом? Вопрос риторический. Понятно, что цель – снизить затраты на отопление. Но чтобы потом тратить меньше, нужно вложиться в начале. Это классическая связка: инвестиции/окупаемость. Проблема в том, что мало кто оценивает эффективность вложений в сбережение энергии.

В Европе принята следующая классификация зданий. 

Немцы ввели в обиход понятие "Passive House". Это очень теплый дом, в котором годовые затраты на отопление не должны превышать 15 кВт*м2. Что это значит? Если дом 200 кв.м, то за год вы потратите 3000 кВт. Если у вас газ, то это 1800 руб за год. Если электрическое отопление, то 5400 за год. Согласитесь, копейки… 

Кстати, в Германии сегодня на государственные деньги разрешено строить только здания в стандарте «пассивный дом», а с 2020г абсолютно ВСЕ здания должны строиться так.

У нас существуют Территориальные строительные нормы (ТСН 23-301-2004), которые нормируют нормальный уровень тепловых потерь здания. Эти значения зависят от площади здания, а также от конкретной территории нашей необъятной родины.

Энергоэффективность подразделяется классы. За точку отсчета берётся класс «D» (норматив), а остальные определяются величиной отклонения (в %) тепловых потерь здания от норматива.

Из таблиц видно, что наши нормы значительно мягче. Класс "А" допускает в 10 раз больше потерь, чем в пассивном доме. Правды ради, нужно отметить, что пассивный объект, построенный в Германии, не будет таковым, если мы его условно «перевезем» на Урал. Он перейдет в категорию энергоэффективный. Причина – наш жесткий климат. Вот пример...

Если для энергопассивного дома в Германии достаточно 300 мм утеплителя на стенах, то в нашем климате уже требуется 600-700 мм. Это совершенно иной уровень первоначальных вложений!

Строительство пассивного дома в России нецелесообразно с экономической точки зрения. С учетом стоимости энергии в РФ, затраты на обеспечение сверхнизких тепловых потерь, никогда не оправдают экономию на отоплении.

В наших реалиях правильный путь - строить энергоэффективный дом. И это рациональный, оправданный подход к мероприятиям по энергосбережении. Любой дом теряет тепло через конструкции и вентиляцию. Примерные пропорции потерь показаны на рисунке.

При строительстве энергоэффективных домов все пропорции тут же изменятся, если например, существенно утеплить стены. В этом случае доля потерь через стены снизится, а вес остальных факторов увеличится.

По сути, вся суть энергосберегающих технологий – это два пункта:

1. Низкие потери
2. Дешёвая энергия

Куда уходит тепло?

Проекты энергоэффективных домов имеют увеличенную толщину теплоизоляции для снижения потерь через ограждающие конструкции. Например, в Германии, толщина утепления стен частного дома начинается от 300 мм, а в нашей стране от 50 мм. Рациональные значения для нашей страны лежат в диапазоне 150-200 мм.  Под рациональностью мы подразумеваем срок окупаемости вложений в энергоэффективность до 15 лет. Более длительные горизонты инвестирования для нашей страны не характерны.

В частном домостроении самое слабое место с точки зрения теплопотерь – это фундамент. Связано это с особенностью конструктива самого популярного вида фундаментов - буронабивные сваи. Доля таких фундаментов в РФ по нашим оценкам 70%. Во-первых, его не так-то просто качественно утеплить, а во-вторых, никто особо не задается такой целью. Утепление фундамента очень часто просто игнорируется. Нас радует, что набирают популярность современные виды фундамента – утепленные плиты. В Германии они уже норма и самый распространенный вид фундаментов – до 80% домов. Утепленная плита, или УШП – это лучший вариант фундамента с точки зрения снижения тепловых потерь дома через фундамент.

Даже, если дом хорошо утеплен, это не гарантирует вам низких тепловых потерь. Важным фактором является воздухопроницаемость дома. У нас так модно говорить о «дышащих стенах», что, на самом деле, является ключевым заблуждением обывателя о «правильном» доме. Вместе с «дыханием» стен и вообще через все негерметичности оболочки здания, происходит вынос тепла изнутри наружу. И если ваш дом «дышит» - вы отапливаете улицу.

Наиболее большие проблемы с герметичностью в деревянных и каркасных домах по понятным причинам. Наименьшая - в монолитных конструкциях и прочих каменных.

До 20% тепла происходит через мостики холода, которые образуются в местах различных стыков и зонах, где прерывается теплоизоляционная оболочка. В норме теплоизоляционный контур должен быть замкнутым.

На теплопотери здания безусловно зависят от площади ограждающих конструкция, например стен. Наименьшая площадь стен в доме квадратного сечения, т.к. такой дом имеет минимальный периметр. Дома прямоугольной формы или с различными выступами имеют гораздо большие значения тепловых потерь. Часто при строительстве энергоэффективного дома приходится отказываться от выразительной архитектуры в пользу более простой формы ради энергоэффективности.

Окна – это отдельный вопрос. Самые теплые окна, которые сегодня можно купить в РФ имеют сопротивление теплопередаче 1,05 м²·°C/Вт (стандартные 0,66 м²·°C/Вт), при том, что норматив для стены 3,5 м²·°C/Вт. Получается, что самое теплое окно «холоднее» стены, с минимальными характеристиками в 3,5 раза. Всем нам хочется иметь большие окна в пол, но с точки зрения тепловых потерь большое окно – почти что "дыра". Опять же необходимо делать выбор: красота или экономичность?

Существенным фактором тепловых потерь является ориентация окон по сторонам света. Необходимо минимизировать площадь окон на севере в пользу юга.

Когда все конструкции хорошо проработаны и потери сведены к минимуму, слабым местом в доме может быть вентиляция. Если мы говорим о качественной жизни, то необходимо каждый час заменять в доме от 60% до 100% всего воздуха. Если на улице -20⁰С, то нагреть такое количество воздуха будет дорого. На помощь придет приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла, которая сохранит до 80% тепла в доме при замене воздуха.

Автономный энергоэффективный дом. Где взять дешёвую энергию?

Если мы говорим о выборе альтернативных источников энергии, то выбор не велик:

1. Тепло земли
2. Ветер
3. Солнечная энергия

На использовании тепла земли построен принцип работы тепловых насосов. 1 кВт энергии затраченные на работу теплового насоса преобразуется в 3-4,5 кВт тепловой энергии. Единственным минусом такого устройства является цена его создания, которая начинается от 0,5 млн рублей в самом простом исполнении (котел, бойлер для ГВС и подключение к газу уже не понадобятся). Окупаемость теплового насоса происходит тем быстрее, чем теплее дом. В доме с высокими или нормальными тепловыми потерями, монтаж теплового насоса – это бессмыслица. В качестве единственного источника тепловой энергии вам его не хватит, а какой тогда смысл?

Энергия ветра в частном домостроении, скорее всего утопия. Мало кто хотел бы иметь на своем участке ветряк – источник шума. Соседи вам тоже спасибо не скажут, а стоимость таких устройств еще выше, чем теплового насоса.

С солнцем на первый взгляд обстоит всё оптимистичнее, но это не так. На текущий момент стоимость солнечных батарей всё еще высока. Даже в Германии правительство доплачивает владельцам солнечных батарей – это прямые дотации в отрасль. В противном случае, развитие данной технологии даже в Европе шло бы с огромным трудом. А количество солнца на Урале делает нерациональными все попытки оптимизировать затраты на энергию. Наше пасмурное небо, снег  приводят к тому, что срок окупаемости солнечной батареи значительно превышает срок ее службы.

Русский путь

Правильный путь для нашего климата, нашей стоимости энергоресурсов – это вложение в технологии энергосбережения с учетом сроков окупаемости.

В рамках этих мероприятий, можно достичь уровень в тепловых потерь в 80-100 кВт*м2/год. Для этого необходимо:

1. обеспечить замкнутый тепловой контур с теплоизоляцией 100 мм фундамент, 250 мм стены, 350 мм кровля
2. обеспечить герметичность оболочки и минимизировать количество тепловых мостов
3. оснастить дом рекуператором
4. автоматизировать систему отопления для автоматического поддержания заданной температуры
5. установить окна с сопротивлением теплопередаче 0,6-1

Все остальные системы энергосбережения дома в нынешних реалиях не окупятся.

Примером использования описанных энергоэффективных технологий в строительстве является проект «Баден-Баден» в п.Медный-2. Ниже представлен мониторинг затрат электроэнергии на отопление этого дома, которое осуществляется электрическим котлом с отдельным счетчиком учета электроэнергии. Котел обеспечивает нагрев горячей воды (ГВС) и теплоносителя в системе отопления. Выводы по затратам энергии на ГВС мы сделали за летний период: средний расход составил 860 кВт/мес. Такие же значения затрат на ГВС мы приняли и для отопительного периода, и исходя из этого допущения вычислили затраты на отопление.

 Годовые затраты на отопление составили 12043 кВт, что при площади дома 120 кв.м соответствует тепловым потерям 100 кВт*м2/год (класс "А"). Благодаря активному использованию ночного тарифа электроэнергии средняя стоимость кВт составила 1,49 руб, что обеспечило годовые затраты на отопление 17944 руб или 2243 руб/мес в отопительный период. Эти значения могли бы быть значительно ниже, если бы площадь остекления была меньше.

Энергоэффективный дом по проекту Баден-Баден в создании получился дороже на 10% стандартной комплектации (данные на 2014г). На наш взгляд,  оптимальный уровень инвестиций в энергоэффективные технологии для частного дома не должен превышать 15%.  

 На  сегодня мы лидеры на Урале в строительстве капитальных энергоэффективных коттеджей. Коллеги конечно у нас имеются, но они строят по каркасным технологиям (некапитальные объекты) и гораздо меньше.

Если вы задумываетесь о строительстве такого дома - позвоните нам по т. +7(343)361-54-74. В рамках нашего общения мы изначально проговорим о целевых значениях стоимости эксплуатации и исходных данных по источникам энергии на участке. Далее, в рамках вашего бюджета, мы подберем набор наиболее эффективных мероприятий, в первую очередь с быстрым сроком окупаемости. 

К вопросу выбора технического решения мы подходим с полным комплектом теплотехнических расчетов. Мы владеем сертифицированной программой расчета тепловых потерь PHPP (Института Пассивного Дома г.Дармштадт). С помощью этого программного обеспечения достигается точность расчета +/- 5% (проверено практикой) предстоящих затрат на отопление с учетом ориентации дома по сторонам света, конструктивных решений стен и кровли, модели рекуператора.

Ведь путей к низкой цифре энергозатрат несколько. Пробуя различные комбинации решений - мы выбираем самый правильный. 

Читать подробнее о концепции Хаусверк

Энергосберегающий дом