Как построить экономичный энергоэффективный дом – правила экономии при строительстве. Как выбрать проект.
Содержание ✓
✓ На что в основном расходуется энергия в доме
✓ Энергостандарты домов: что это такое
✓ Тепло: как рассчитать достаточный минимум
✓ Экономично ли энергоэффективное строительство
✓ Площадь остекления для экономии энергии
✓ Вариант проекта дома из каталога
✓ Стены, крыша и стыки
✓ Энергоэффективность в цифрах – расчет
✓ Классификация домов
✓ Вентиляция и обогрев
✓ О чем еще надо помнить
✓ Краткое резюме проекта.
✓ Основные характеристики энергоэффективного дома:
✓ Основные задачи проектирования энергоэффективного дома:
✓ Составляющие правильного проекта
Строим экономный дом своими руками – что нужно знать и какой проект выбрать для строительства
Есть множество причин, по которым нужно экономить энергию. Но для тех, кто строит собственный дом, особенно важны две. Во-первых, деньги: затраты на оплату израсходованной энергии будут меньшими. А во-вторых… тоже деньги: если когда-нибудь придется продавать дом, цена энергоэффективного объекта будет значительно выше.
Сколько стоит нефть — основной источник энергии? В 60-е годы прошлого века баррель (159 л) нефти стоил около 6 у. е. Во время первого энергетического кризиса, в начале 70-х годов XX века, его цена возросла до 20 у. е., а в 2010 году достигла 85 у. е., и это не предел. А бытовой техники в современных домах становится все больше, и она, как и отопление, требует много энергии. Остается одно: экономить. А для этого нужно покупать устройства с низким потреблением электроэнергии и строить энергоэффективные дома.
Энергоэффективные дома на 15% дороже в строительстве, но на 60-70% дешевле в эксплуатации.
Не менее важна забота о здоровье, а оно напрямую зависит от состояния среды, в которой мы живем. Ограничение потребления энергии способно уменьшить количество вредных веществ, попадающих в атмосферу. Особенно ископаемых, при сжигании которых происходит загрязнение окружающей среды. Сейчас флора погибает от так называемых кислотных дождей. Загрязнение воздуха и поверхностных вод приводит к исчезновению в водоемах фауны. А у людей развиваются аллергические заболевания, болезни кожи и пищеварительного тракта. Многие ошибочно думают, что мы сами ничего не можем сделать, чтобы изменить ситуацию. Однако это не так.
На что в основном расходуется энергия в доме
Каждый из нас в отдельности вряд ли повлияет на производство электроэнергии или использование экологического топлива в автомобилях, но выбрать экономичную систему обогрева и установить устройства с низким уровнем потребления электроэнергии (специальные лампочки, LCD-телевизоры и т. д.) в собственном доме вполне в наших силах.
В среднестатистическом доме электроэнергия расходуется в основном на:
отопление;
нагрев воды;
приготовление пищи;
освещение;
работу электроприборов.
Львиную долю этих затрат (около 72 % от общего объема) занимает отопление, потому что у миллионов домов, построенных десятки лет назад, нет соответствующей теплоизоляции. Для сравнения: в 15 развитых странах Евросоюза на отопление жилья приходится только 57% всей используемой энергии. Но даже этот показатель слишком велик по сравнению со стандартом Международного энергетического агентства.
Энергостандарты домов: что это такое
Серьезное внимание энергоэффективному строительству стали уделять только на рубеже 80-90-х годов XX века. Первопроходцами в этой сфере стали Германия, Швейцария, Швеция, Австрия и Франция. Именно в этих странах первыми поняли, что значительные затраты электроэнергии вызваны не только недостаточной наружной изоляцией, но и неправильной ориентацией домов по сторонам света, сложной формой сооружений, малой эффективностью систем обогрева и пр. Стоит устранить эти недоделки — и можно здорово сэкономить. Аом, построенный в соответствии с новыми стандартами, для одного только обогрева потребует в 10 раз .меньше электроэнергии, чем здания, которые возводили раньше. Кстати, энергоэффективные постройки разделились на несколько типов.
Энергоэффективный дом — это дом, который расходует не более 70 % электроэнергии по сравнению со стандартным (построенным с соблюдением всем нам знакомых норм). При этом для покрытия части энергетических затрат используют источники, которые могут возобновляться (тепло солнца и земли, силу ветра).
Таким домом может считаться дом у которого толщина изоляции 15 см + механическая вентиляция
Дом с низким, экономным потреблением энергии — это дом, содержание которого по сравнению со стандартной постройкой требует не более 45% энергии ( Толщина теплоизоляции 20 см + механическая вентиляция + дополнительный источник тепла (например, солнечный коллектор).
Пассивный дом — это дом с экстремально низким потреблением электроэнергии: максимум 30 % по сравнению со стандартным. Именно этот тип зданий станет обязательным в Евросоюзе уже с 2015 года. Столь незначительное потребление электроэнергии в пассивных домах возможно благодаря превосходной изоляции всех наружных стен, окон и дверей, ликвидации мостиков холода (см. словарик), использованию естественных источников тепла (людей, осветительных и электроприборов), а также получению значительного количества тепла из системы вентиляции, которая представляет собой ключевой элемент такой постройки. Толщина теплоизоляции 30 см + механическая вентиляция + дополнительный источник тепла (например, солнечный коллектор) + ветряная электростанция).
Дом с нулевым потреблением энергии — это экспериментальный дом, в котором вообще не используют общепринятые источники электроэнергии. Ни для обогрева, ни для освещения, ни даже для работы электроприборов. Более того, появились дома, которые могут вырабатывать электроэнергию, а ее излишки подавать в общую сеть. Но пока эти суперсовременные технологии слишком дороги, а их применение экономически неоправданно (Дом с нулевым потреблением электроэнергии – толщина теплоизоляции 40 см + механическая вентиляция + дополнительный источник тепла (например, солнечный коллектор) + ветряная электростанция + водный резервуар как аккумулятор тепла).
Тепло: как рассчитать достаточный минимум
Поскольку больше всего электроэнергии расходуется на обогрев, для определения энергетического стандарта дома, в частности в странах Европы, используют так называемый коэффициент сезонной потребности в тепловой энергии (Е). Он описывает количество тепла, не обходимое для обогрева 1 м2 или 1 м3 (в зависимости от потребностей) в течение года. Величина Е зависит от нескольких параметров, во-первых, от качества изоляции стен, окон, дверей, крыши и пола на грунте, во-вторых, от используемой системы вентиляции (гравитационной, механической, кондиционирования), в-третьих, от солнечного излучения, то есть от ориентации здания по сторонам света, в-четвертых, от бытового тепла, которое, в свою очередь, зависит от количества проживающих в доме и от типа устройств, выделяющих тепло.
Естественно, каждый показатель должен иметь определенную точку отсчета. Предельные значения зависят от нормированного коэффициента сезонного потребления тепла для обогрева, Е0. Он определяет количество тепла, необходимое для обогрева единицы поверхности или кубического объема при условии, что соблюдены все строительные нормы и правила (например, коэффициент сопротивления теплопередаче наружных стен и оконной столярки 0 = 2 или 2,6 м2 * 0С/Вт и т.д.). Значение Е0 рассчитывают на основе коэффициента формы дома, выраженного отношением A/V (где, А — это площадь внешних стен обогреваемых помещений, а V— кубатура обогреваемой части дома). Для зданий с высотой этажа до 2,9 м Е0 = 91-125кВт/м2/ч.
Нужно учесть, что многие строящиеся дома не соответствуют принятым критериям. Это объясняется в основном сложностью конфигураций (планов) зданий, неправильной ориентацией их по сторонам света, обилием мостиков холода, а также ошибками, допускаемыми при строительстве.
Экономично ли энергоэффективное строительство
По многим причинам на этот вопрос можно ответить утвердительно. Прежде всего надо помнить, что принятые у нас нормы тепловой зашиты домов намного ниже, чем в других странах с подобным климатом.
Это значит, что строительные нормы не успевают за прогрессом в области строительства и не соответствует растущим ценам на электроэнергию.
Кроме того, инвесторам выгодно строительство домов, отвечающих как можно более высоким стандартам использования электроэнергии, ведь увеличение расходов в этом случае можно быстро компенсировать.
Например, считается, что в настоящее время затраты на постройку пассивного дома на 15-25 % выше, чем затраты на постройку стандартного здания.
Но через несколько лет эта разница составит менее 10%. Так было в Германии. Там еще в середине 90-х годов прошлого века пассивные дома были на 30 % дороже типовых, но теперь разница между ними едва ли составляет 8% затрат на строительство. Следует обратить внимание и на то, как соизмеряются выгоды от инвестирования в энергоэффективные и пассивные дома. Для этого рассмотрим следующий пример. Возьмем для сравнения типичный современный дом для одной семьи площадью 150 м2, обогреваемый газом. Структура расходов на эксплуатацию такого объекта стандартная, то есть:
на обогрев дома расходуется 144 кВт/м2 ч;
на нагрев воды — 30 кВт/м2/ч;
на приготовление пищи, освещение и работу электроприборов — 26 кВт/м2 ч;.
Значит, годовые расходы на содержание такого дома составляют 30 тыс. кВт электроэнергии (200 кВт/м2/ч). А теперь посмотрим, что изменится в случае применения энергосберегающего стандарта:
на обогрев дома расходуется 44 кВт/м2/ч;
на нагрев воды, как и раньше, — 30 кВт/м2 ч;
на приготовление пищи, освещение и работу электроприборов, как и раньше, — 26 кВт/м2 ч;
При эксплуатации энергосберегающего дома количество использованной электроэнергии уменьшается наполовину, до 15 тыс. кВт. Это значит, что, модернизируя дом, можно сэкономить до 48 % на его содержании. Основываясь на этом примере, вы можете произвести расчет для собственного дома.
Площадь остекления для экономии энергии
В моде большие площади остекления, но пока нет таких оконных конструкций, которые имели бы приближенную к стенам теплозащиту. Теплозащита даже самых теплых и качественных окон будет в разы ниже, чем у конструкций стен, соответствующих строительным нормативам. Поэтому потери тепла при большом остеклении непременно увеличатся. Оптимальным с точки зрения освещенности и количества теплопотерь считается отношение площади пола жилого помещения к площади окон от 8:1 до 5:1. То есть для комнаты площадью 20 м2 оптимальна площадь остекления 2,5-4 м2. Чем больше площадь остекления, которое вы хотите установить в своем доме, тем больше придется тратить на отопление.
Вариант проекта дома из каталога
Исследования показали, что в Европе около 80 % частных домов строят по недорогим проектам из каталогов. Возникает вопрос: можно ли таким же образом построить энергоэффективный дом? Да, и мы подскажем вам, как выбрать хороший проект
Основная задача современного строительства — минимизировать расход электроэнергии в доме. В первую очередь это касается энергии, необходимой для его обогрева в зимний период. Надо помнить, что само по себе увеличение толщины изоляционного слоя стены со стандартных 10-12 см, указанных в каталоге, до 18-20 см не сделает дом энергоэффективным. Не менее важно исключить все мостики холода и обеспечить полную герметичность здания. Кроме того, обязательное условие максимальной экономии электроэнергии — механическая система вентиляции с получением тепла.
Стены, крыша и стыки
Прежде чем купить готовый проект, нужно рассмотреть детали (если они прорисованы) и проверить, соблюдены ли постоянная толщина и непрерывность теплоизоляции на всем протяжении ограждающих конструкций, как соединена столярка с теплоизоляционным слоем и т. л. Если на эскизах и чертежах есть явные дефекты, дом не может считаться энергоэффективным.
В постройках такого типа очень важна герметичность ограждающих конструкций, которая не позволяет холодному воздуху поступать в помещения. Герметичными должны быть не только окна и двери, но и стены, а также крыша. Стены энергоэффективного дома нуждаются в двухсторонней штукатурке, а крыша требует тепло- , ветро- и пароизоляции. Все соединения, места креплений и вбитые гвозди закрывают самоклеящейся лентой. А информация об этом должна содержаться в технической документации.
Энергоэффективность в цифрах – расчет
Можно сказать, что энергоэффективный дом — это такой дом, для обогрева которого нужно на 30 % меньше электроэнергии, чем для обогрева типового. До недавнего времени энергоэффективность зданий характеризовал коэффициент сезонного использования тепловой энергии Е:
Е <= 11 0 кВт/(м2 – год) — стандартный дом;
Е <= 70 кВт/(м2 – год) — энергоэффективный дом;
Е <= 15 кВт/(м2-год) — пассивный дом.
Значение коэффициента Е зависело не только от отношения всех наружных поверхностей к кубатуре здания, но и от теплоизоляции стен, окон, дверей, крыши, пола и т. л., от системы вентиляции, размеров остекленных поверхностей и ориентации их по сторонам света, а также от количества проживающих в ломе. Теперь принадлежность построек к определенному энергетическому классу в Европе определяют с помощью более точного коэффициента ЕР. Его значение зависит от количества электроэнергии, необходимого для обогрева помещений, вентиляции, подогрева воды, работы кондиционера и освещения.
Образцовому дому (принимаемому за точку отсчета) соответствуют ЕР = 1 и энергетический класс D (стандартный). Значения, свойственные другим классам, отражены в таблице.
Классификация домов
ЕР <= 0,25 — класс А (пассивный);
0.26 < ЕР <= 0,50 — класс В (экономный);
0,51 < ЕР <= 0,75 — класс С (энергосберегающий);
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).
Вентиляция и обогрев
Энергоэффективный дом должен иметь систему механической вентиляции с получением тепла. А это значит, что, выбирая здание по каталогу, необходимо посмотреть, есть ли на плане дымоходы. Если на схеме обозначены лишь каналы гравитационной, то есть естественной, вентиляции, обычно это дисквалифицирует проект как энергоэффективный. Хотя в некоторых случаях ,можно сделать камин даже в пассивном доме (с закрытой камерой сгорания и устройством, которое проводит наружный воздух прямо к огню). Но при наличии полноценного дымохода возможностей для грамотной организации вентиляции и отопления гораздо больше.
Почему это важно? Как минимум по двум причинам. Во-первых, гравитационная вентиляция не действует в герметичном доме (а именно таким должен быть энергоэффективный дом). Во-вторых, она хорошо работает только в малом температурном диапазоне (при температуре чуть выше 0°С). Летом, когда температура наружного воздуха превышает 12-14°С, она практически не работает, поэтому, чтобы свежий воздух попал в здание, нужно открывать окна. Зимой же ее эффективность выше необходимой. Очевидно, что гравитационная вентиляция не подходит для энергоэффективного здания, так как ведет к значительным и неконтролируемым потерям тепловой энергии.
В герметичном, хорошо изолированном энергоэффективном доме должна быть установлена система вентиляции с рекуператором воздуха. Она позволит получить до 60-90 % тепла из удаляемого воздуха, что равнозначно уменьшению затрат на обогрев в среднем на 25-40%. Установка механической вентиляции с получением тепла имеет еще одно преимущество: она позволяет отказаться от традиционной водяной системы обогрева, работающей на газе или угле, сэкономив на батареях, трубах, котлах и т.д. Достаточно дополнить вентиляционную систему грунтовым теплообменником.
О чем еще надо помнить
Собираясь построить энергоэффективный дом, необходимо учесть количество людей, которые будут в нем проживать. Это важно, потому что существенную часть энергетического баланса составляет так называемое бытовое тепло, создаваемое Людьми, выделяемое во время пригртовления пиши, стирки, пользования компьютером и т. д. Из этого следует, что невыгодно строить слишком большой дом. Если здание запроектировано для 6 человек, а живут в нем только двое, оно не будет соответствовать стандарту энергоэффективности. Надо обратить внимание и на то, чтобы все находящиеся в доме устройства расходовали как можно меньше электроэнергии. Это касается как освещения (например, использования энергосберегающих лампочек вместо обычных), так и бытовых приборов.
Кроме того, необходимо правильно спланировать участок. В первую очередь следует четко сориентировать дом по сторонам света и учесть местные условия (в проекте из каталога вы такой привязки не найдете). Все углубления, наклоны почвы, растущие на участке деревья можно и нужно использовать для экономии электроэнергии. Но, к сожалению, это возможно только при разработке индивидуальных проектов.
Сказанное — важная подсказка для хозяев, которые собираются застроить нестандартную территорию. Ведь типовые проекты рассчитаны на ровные и пустые участки.
Краткое резюме проекта.
Основные характеристики энергоэффективного дома:
низкое энергопотребление, обусловленное особенностями планировочных решений и материалов, из которых построен дом;
максимальное использование климатических и природных условий;
ориентация на возобновляемые ресурсы.
Основные задачи проектирования энергоэффективного дома:
максимальное использование природных ресурсов для энергообеспечения дома;
предотвращение теплопотерь и поиск наиболее выгодных вариантов использования аккумулированной энергии.
Составляющие правильного проекта
Главным показателем энергоэффективности дома является расход энергии на отопление. Поэтому, если вы решили построить энергоэффективный дом и при этом избежать непоправимых ошибок, вам необходим правильный проект, в котором будут предусмотрены:
простая, компактная форма дома и кровли;
теплые и экологически чистые
строительные материалы;
комплексная и усиленная теплоизоляция для повышенной герметичности дома;
приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла;
установки, использующие энергию возобновляемых источников;
система экономного электропотребления и отопления;
грамотно запроектированные затеняющие элементы для окон;
южная ориентация и наличие буферных зон.
И желательно, чтобы все инженерное оборудование, запланированное для использования в проекте, могло работать автономно.
КАКОЙ И КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ ПРОЕКТ
Наибольшим спросом в настоящее время пользуются проекты домов общим метражом от 170 до 230 м2.
Изменение проекта под другой стеновой материал (например, замена запроектированного пенобетона кирпичом) значительно удорожает его.
Стоимость строительства дома обычно распределяется в следующих пропорциях: 60% — материалы, 40%—работа.
