Энергосбережение при строительстве домов

Как сделать дом теплым. Энергосберегающий дом.

Принимая решение о строительстве дома и занимаясь поисками проекта, необходимо учитывать будущие расходы по эксплуатации дома.

Большинство из них будет связано с его отоплением, значит, особое внимание следует уделить решениям, влияющим на поступление и потери тепла.

Стоит ли строить энергосберегающий дом?

Цель энергосбережения при строительстве дома – потратив определенные деньги на энергосберегающие мероприятия при строительстве, ежегодно получать экономию расходов на топливо.

Эта ежегодная экономия должна в течении определенного периода компенсировать дополнительные единовременные затраты на утепление дома. Этот период называют сроком окупаемости инвестиций в энергосбережение. Срок окупаемости СНиП определяют, как половина срока службы элемента до замены или ремонта, но не более 12 лет.

Размер ежегодных затрат на отопление дома, при прочих равных условиях, определяется стоимостью топлива, расходуемого на получение 1 кВт·ч тепловой энергии на отопление.

В таблице, в качестве примера, для одного из регионов приведено соотношение стоимости разных видов топлива, расходуемого на получение 1 единицы теплоэнергии:

Вид топлива / Соотношение стоимости

Природный газ / 100%

Сжиженный газ / 150%

Жидкое топливо / 470%

В других местах это соотношение стоимости топлива может быть другим.

Из таблицы следует, что если мы сэкономим 1 кВт·ч тепла, то, в зависимости от используемого топлива, получим экономию ежегодных затрат на топливо разной величины.

Разница может быть более чем десятикратная. Следовательно, срок окупаемости одного и того же энергосберегающего мероприятия в зависимости от вида топлива, может отличаться тоже в десятки раз.

Срок окупаемости в конечном итоге зависит от ежегодных суммарных затрат на топливо за отопительный период, которые в свою очередь определяются не только стоимостью топлива, но и продолжительностью отопительного периода и температурами наружного воздуха в этот период.

Диапазон изменения ГСОП на территории Росии, от 979 в Сочи до 12666 на Мыс Челюскин.

Важно понимать, что эффективность (срок окупаемости) того или иного энергосберегающего мероприятия зависит от вида топлива и суровости климата в месте строительства дома.

При отоплении электричеством или в суровом климате могут быть выгодны дорогостоящие меры, дающие сравнительно небольшой процент экономии расхода тепла.

При отоплении природным газом или на юге, эффективными окажутся только мероприятия менее дорогие, и с бОльшим энергосберегающим эффектом.

Как сделать дом теплым

Вопросы утепления стен и перекрытий рассмотрены в других статьях блога:

Из статьи Как сделать дом теплым. Воздухопроницаемость и вентиляция можно узнать, как снизить потери тепла с проходящими через дом потоками воздуха. Не будем повторяться и далее рассмотрим другие меры, как сделать дом теплым.

Влияние формы дома на потери тепла

Очевидно, что чем больше площадь ограждающих конструкций (стен и чердачных перекрытий) в доме, тем больше потери тепла. Углы наружных стен являются дополнительными мостиками холода.

Поэтому, дом с компактным планом в форме квадрата, у которого четыре угла, имеет наименьшую площадь теплообмена через стены и перекрытия. Причем, такой дом дешевле и в строительстве.

В доме равной площади, но с планом сложной формы (L- Н-образной, крестообразной и пр.) потери тепла через стены и углы увеличатся. Расчеты показывают, что для дома площадью 150 м2 в домах сложной формы потребность в тепле увеличится при прочих равных условиях не более чем на 3,5%.

Сложная форма дома может быть визуально более привлекательной, но за это придется заплатить увеличением расходов на строительство и ежегодных затрат на топливо, или на дополнительное утепление.

Как потребность в тепле зависит от этажности дома

Ниже приведена таблица из СНиП, в которой указаны нормы удельного расхода теплоэнергии для домов разной площади и этажности. Нормы рассчитаны с учетом того, что все ограждающие конструкции (стены, перекрытия, полы, окна и двери) имеют сопротивление теплопередаче, соответствующее нормативам, и потери тепла с уходящим через вентиляцию воздухом также соответствуют нормам.

Из таблицы видно, что с увеличением этажности растет и расход тепла на отопление дома. Например, для двухэтажного дома площадью 150 м2 требуется тепла на 10% больше, чем для одноэтажного.

У двухэтажного дома больше площадь стен и выше продуваемость наружным воздухом. У одноэтажного дома больше площадь чердачного и цокольного перекрытий, но эти конструкции должны иметь и существенно большее, чем стены, нормативное сопротивление теплопередаче.

В результате, одноэтажный дом с нормативным сопротивлением теплопередаче ограждающих конструкций на 10% теплее двухэтажного.

Напомню, что нормативное сопротивление теплопередаче ограждающих дом конструкций зависит от величины ГСОП в месте строительства. Дом, построенный по нормативам, в любом регионе должен иметь удельный расход теплоэнергии не выше указанного в таблице.

Пользуясь данными таблицы, Вы легко можете подсчитать ежегодный расход теплоэнергии для отопления вашего будущего дома.

При тех же условиях, но для двухэтажного дома, стоимость электроэнергии, расходуемой ежегодно на отопление дома, составит 46035 рублей. Застройщик может дополнительно утеплить дом для того, чтобы обеспечить удельный расход теплоэнергии, как для одноэтажного дома.

Стоимость таких дополнительных мероприятий должна определяться сроком окупаемости (например, 12 лет) и не превышать сумму: (46035 руб – 41850 руб) х 12 лет = 50220 руб. Более дорогостоящие или менее энергосберегающие меры экономически не будут оправданны.

Для других видов топлива расчет сложнее и итоговые цифры стоимости будут естественно другие. Например, теплота сгорания природного газа составляет 9,44 кВт·ч/м3, КПД обычного (не конденсационного) газового котла 92%.

То же, но для двухэтажного дома — 8948 руб. Экономически эффективные расходы на дополнительные энергосберегающие мероприятия не должны превышать сумму (8948 руб — 8135 руб) х 12 лет = 9756 руб.

Снижаем теплопотери через окна

Самое современное и дорогое окно имеет в несколько раз меньшее сопротивление теплопередаче, чем окружающая его стена. Но окна необходимы для хорошего самочувствия и комфорта.

По санитарным нормам площадь остекления не должна быть менее 1/8 площади жилого помещения. Окна с южной стороны здания не всегда являются источником теплопотерь. В солнечные дни сквозь стекла в дом наоборот поступает солнечная энергия, что снижает потребность в топливе в отопительный период. По этой причине жилые помещения в доме рекомендуется располагать с южной стороны здания.

С северной стороны обычно помещают хозяйственные помещения с минимальной площадью окон или вообще без них.

Окна с западной и восточной стороны не оказывают заметного влияния на приток солнечного тепла в дом.

Расчеты показывают, что если большую часть остекления сосредоточить на южном фасаде, то в южных районах можно снизить потребление топлива для отопления до 5%. Причем, для получения этой экономии не требуется дополнительных инвестиций.

Правда, в летнее время эти окна станут источником избыточного солнечного тепла. Затраты на установку и работу кондиционеров могут существенно уменьшить экономию на отоплении. Для снижения перегрева помещений в летнее время следует обязательно предусмотреть установку на окнах с наружной стороны дома затеняющих устройств: роллеты, ставни, маркизы (навесы). Солнцезащитные устройства на окнах защищают от перегрева только в том случае, если установлены снаружи здания.

В более северных районах этот способ экономии на отоплении теряет свою эффективность.

Тепловые потери через окна можно также снизить путем применения современных конструкций. При изготовлении теплосберегающих окон увеличивают количество камер в стеклопакете, используют специальные стекла с селективным теплоотражающим слоем, увеличивают толщину оконной коробки.

С наружной стороны на окна частного дома рекомендуется устанавливать рольставни. Закрытые рольставни не только защищают окна от взлома, но в лютые морозы уменьшают теплопотери через окна, а в летнюю жару снижают перегрев дома солнечными лучами.

Теплый пол экономит тепло

Система теплого пола в доме позволяет снизить температуру в помещении на 2 град.С, что сэкономит до 5% тепловой энергии на отопление.

Если ногам тепло, то температура воздуха в помещении может быть немного ниже без потери теплового комфорта для людей.

Распределение температуры по высоте в помещении с теплым полом более равномерное, чем с радиаторной системой отопления.

Источник

Какие нужны энергосберегающие технологии при строительства пассивного дома

Принципы постройки пассивного дома:

– все ограждающие конструкции должны иметь эффективную теплоизоляцию, по сути превращающие дом в термос и исключающие мостики холода;

– форма сооружения компактна;

– ориентация здания на юг;

– наличие контролируемой вентиляции с рекуперацией тепла.

Как уже отмечалось, под системой контролируемой вентиляции с рекуперацией тепла понимают устройство теплообменника, в котором отводящийся теплый воздух нагревает подающийся свежий воздух и сбрасывается в атмосферу.

Технология строительства пассивного дома заключается в следующем:

– важно правильно выбрать участок для постройки: он должен быть открытым, хорошо освещённым, не находиться на возвышенности, т. к. иначе ветер будут сильно его выхолаживать, что приведёт к увеличению расходов на отопление;

– фундамент должен быть сплошным – цельная плита, уложенная на слой теплоизоляции. Фундамент закладывается ниже уровня промерзания грунта.

– по периметру фундамента с помощью опалубки делается монолитная бетонная изоляция цоколя;

– для строительства тёплых стен используются керамические поризованные блоки (рис. 4.10.), газобетонные блоки, термоблоки;

Рисунок 4.10. Керамические поризованные блоки

– конструкция стен: внешняя отделка – теплоизоляция – кладка – штукатурка. Все швы кладки должны быть герметичны;

– конструкция крыши также должна быть герметична и тщательно утеплена;

– стропильная система делается либо из металла, либо из сухого дерева, чтобы его не повело в процессе высушивания, что непременно приведет к щелям и сквознякам;

– для оконных конструкций применяются стеклопакеты (двух- или трёхкамерные), стёкла – теплоизолирующие с инертным газом между ними и низкоэмиссионным напылением, что обеспечивает коэффициент теплопередачи окон

– для снижения потери тепла через систему вентиляции применяется рекуперация тепла – до 75 %. Дополнительный свежий воздух подводится через грунтовой теплообменник (труба длинной до 35 м), расположенный на глубине 1,5 м, где он летом нагревается, а зимой охлаждается;

– для отопления дома и нагрева воды используются солнечные коллекторы, тепловые насосы и низкотемпературное отопление через «теплый пол» или радиаторы (рис. 4.11.).

Рисунок 4.11. Технологические особенности пассивного дома

Энергоэффективные дома дороже традиционных на 15-20 %, но экономия на эксплуатации позволяет окупить эти расходы за 7-10 лет.

Теплоизоляция

Проблема утепления жилища возникла, пожалуй, одновременно с зарождения самого искусства строительства. Известно, что уже в каменном веке первобытные люди строили землянки, потому что знали – покрыв дом сверху слоем рыхлой земли, можно сделать его теплее. Современная же строительная наука предлагает нам множество материалов, способных сделать жилище уютным и теплым, не потратив при этом лишних трудов и денег.

Одной из важнейших задач энергосбережения зданий является сохранение тепла в холодное время, которое в России может составлять большую часть года. Грамотная теплоизоляция стен, кровли и коммуникаций важна в плане энергосбережения, что приводит к большой экономии финансовых средств, затрачиваемых на содержание жилья.

Теплоизоляция частных жилых домов должна начинаться ещё на стадии строительства и быть комплексной – от фундамента и стен до крыши.

Наибольший эффект энергосбережения достигается благодаря применению современных минеральных и органических утеплителей. К ним относятся: минвата, базальтовые плиты, пенополиуретан, пенополистирол, стекловолокно и многие другие, имеющие различные коэффициенты теплопроводности, влияющие на толщину теплоизоляции.

Энергосберегающие кон­струкции должны быть, во-первых, прочными, жёсткими и воспринимать нагруз­ки, то есть быть несущей конструкцией, а во-вторых, должны защищать внутреннее пространство от дождя, жары, холода и других атмосферных воздействий, то есть обладать низкой теплопроводностью, быть водостой­кими и морозоустойчивыми.

В природе не существует материала, который удовлетворял бы всем этим требованиям. Для жестких конструкций идеальным материалом являются ме­талл, бетон или кирпич. Для теплоизоляции годится только эффективный утепли­тель, например, минеральная (каменная) вата. Поэтому для того, что бы ограждающей конст­рукция была прочной и теплой, используют композицию или комбинацию как минимум двух материалов – конструкционного и теплоизоляционного.

Композиционная ограждающая конструкция может быть представлена в виде нескольких отличных друг от друга систем:

1. Жесткий каркас с заполнением межкаркасного пространства эффективным утеплителем;

2. Жесткая ограждающая конструкция (например, кирпичная или бетон­ная стена), утеплённая со стороны внутреннего помещения – так называемое внутреннее утепление;

3. Две жесткие пластины и эффективный утеплитель между ними, напри­мер, «колодезная» кирпичная кладка, железобетонная панель «сэндвич» и т. д.;

4. Тонкая ограждающая конструкция (стена) с утеплителем с внешней стороны – так называемое внешнее утепление.

Применение той или иной системы ограждающей конструкции определяется конструктивными осо­бенностями модернизируемого здания и технико-экономическими расчета­ми, основанными на приведенных затратах.

Каждая из этих конструкций имеет свои достоинства и недостатки, и вы­бор её зависит от многих факторов, включая местные условия.

Наиболее эффективным представляется четвертый тип утепления здания (внешнее утепление), который наряду, естественно, с недостатками обладает рядом существенных достоинств, а именно:

— надежная защита от неблагоприятных внешних воздействий, суточных и сезонных температурных колебаний, которые ведут к неравномерной де­формации стен, вызывающей образование трещин, раскрытие швов, от­слоение штукатурки;

— невозможность образования на поверхности стены какой-либо поверхностной флоры из-за избытка влаги и льда, образовавшегося в толще стены, в результате конденсационной влаги, поступающей из внутренних помещений, и влаги, проникшей внутрь массива ограждающих кон­струкций из-за повреждения поверхностного защитного слоя;

— препятствование охлаждению массива ограждающей конструкции до температуры точки росы и, соответственно, образованию конденсата на внут­ренних поверхностях;

— снижение уровня шума в изолируемых помещениях;

— отсутствие зависимости температуры воздуха во внутренних помещениях от ориентации здания, то есть от нагрева солнечными лучами или ох­лаждения ветром.

Для устранения теплопотерь в старых зданиях разработа­ны и осуществляются различные проекты теплотехнической реконструкции и утепления, например, так называемая термо­шуба, представляющая собой многослойную конструкцию из различных материалов.

Утепление стен. Большая часть тепла теряется через стены дома. В среднем через каждый квадратный метр обычной стены за год может теряться 150-160 кВт тепловой энергии. Поэтому утепление наружных стен здания приводит к следующим, несомненно, положительным моментам: экономия времени и средств на обогрев помещений; дополнительное укрепление конструкции дома; увеличение вариантов оформления фасадов зданий за счёт применения различных материалов.

Сегодня уже никто не строит домов с толстыми стенами – к проблеме энергосбережения подходят по-другому.

Для начала необходимо разобраться, какую часть стены целесообразно утеплять – внутреннюю или наружную. Если утеплить внутреннюю поверхность стены, то под слоем утеплителя может выпасть конденсат, что приведет к образованию грибка, а скопившаяся в порах стены влага при замерзании будет постепенно разрушать стену, что впоследствии приведет к необходимости ремонта. Следовательно, утепление жилого дома целесообразно производить снаружи.

В качестве наружной теплоизоляции чаще всего используются следующие утеплители:

— керамзит, представляющий собой обожжённую глину, вспененную особым методом – достаточно дешёвый, доступный и долговечный утеплитель, используемый как заполнитель пустот и в виде засыпки;

— базальтовое волокно – отличается высокой механической прочностью, огнестойкостью и биологической устойчивостью;

— вспененный полиэтилен – очень эффективный и долговечный утеплитель, обладающий благодаря своей ячеистой структуре высокими тепло- и гидроизолирующими свойствами;

— пенополиуретан – неплавкая теплоизоляционная пластмасса, получаемая путём смешивания двух компонентов и отличающаяся высокой ценой и долговечностью.

Применяются различные способы наружного, или фасадного, утепления:

— система вентилируемого фасада.

Мокрый, или штукатурный, метод наиболее приемлем для владельцев загородного жилья.

Сухой метод представляет собой обшивку стен дома сайдингом или вагонкой.

Система вентилируемого фасада состоит из подоблицовочной конструкции, на которую крепится защитно-декоративное покрытие – алюминиевые панели, стальные компоненты облицовки, керамогранит и т.д. Утепление жилого дома с применением такой системы является самым дорогим, но при этом можно добиться ощутимой экономии на системах кондиционирования и отопления.

Утепление помещений изнутри имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К плюсам относится то, что при этом не требуется изменять конструкцию здания, работать можно в любое время года и утеплят не все площади помещений, а только самые уязвимые места. Минусы – уменьшение полезной площади помещений и увеличение вероятности образования конденсата в холодное время года.

Одним из слабых мест в системе теплоизоляции дома можно назвать окна и входные двери. Грамотное утепление дверей способно уменьшить теплопотери помещения на 25-30 %. Выбор качественного утеплителя для входной двери является залогом успеха в борьбе за экономию энергоресурсов.

Наиболее доступными и дешёвыми являются поролоновые уплотнения, однако этот материал нельзя назвать оптимальным выбором..

В настоящее время широкое распространение получили профильные резиновые уплотнения на самоклеящейся основе, отличающиеся большей долговечностью и надежностью, что вполне подходит для входных дверей. Практически единственным способом утепления деревянной двери является её обивка. В качестве утеплителей в данном случае обычно применяются вата, поролон и изолон.

В качестве обивочного материала, в зависимости от вкуса и финансовых возможностей, применяется кожа, дермантин и различные типы кожзаменителей.

Утеплители для металлической входной двери также разнообразны. Стандартные металлические двери обычно поставляются без внутреннего утеплителя. В качестве внутренних утепляющих материалов обычно применяются минеральные утеплители и пенопласт.

Минеральные утеплители – пожаробезопасны, обеспечивает надежную тепло- и звукоизоляцию. Желательно применение материала с высокой плотностью.

Кроме стен и крыши (глава 4.8.5) для наилучшего энергосбережения здания необходимо утеплять коммуникационные системы здания. Систему снабжения холодной водой и канализацию надо защищать от замерзания, трубы с горячей водой – для уменьшения тепловых потерь. Современные теплоизоляционные материалы для трубпозволяют эффективно решить эту задачу.

Существует множество решений выполнения теплоизоляции, все они зависят от условий эксплуатации трубопровода.

Существуют и альтернативные способы снижения теплопотерь, за которыми, возможно, будущее:

— предизоляция. Заключается в обработке трубных заготовок пенополиуретаном в заводских условиях, на стадии производства. К потребителю труба поступает уже защищённой от возможных теплопотерь. При монтаже остаётся утеплить только стыки труб;

— краска, обладающая теплоизоляционными свойствами. Сравнительно недавняя разработка учёных. В её состав входят различные наполнители, придающие уникальные свойства. Даже тонкий слой такой краски способен обеспечить теплоизоляцию, которая достигается большим объемом пенопласта, минеральной ваты и другими материалами. Легко наносится на поверхность, позволяет обработать коммуникации даже в труднодоступных местах. Помимо всего прочего, обладает антикоррозийными свойствами.

Современные теплоизоляционные материалы применяются на различных трубопроводных линиях. Они способны работать как при высоких температурах, так и в крайне жестких условиях вечной мерзлоты.

Применение теплоизоляции позволяет достичь следующих результатов:

— снижение утечек тепловой энергии на линиях отопления и горячего водоснабжения;

— защита различных трубопроводов от перемерзания в условиях отрицательных температур;

— повышение срока эксплуатации сетей благодаря снижению агрессивного воздействия окружающей среды;

— в холодильных установках и системах кондиционирования значительное снижение затрат на поддержание требуемой температуры;

— снижение риска получения травм и ожогов от контактов с горячей или холодной поверхностью.

Применение качественной теплоизоляции трубопроводов позволяет повысить срок безаварийной работы коммуникаций и окупается в течение нескольких лет эксплуатации.

Пассивный дом должен иметь эффективную тепловую изоляцию. Фотография в инфракрасных лучах (рис. 4.12.) показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева).

Ограждающие конструкции (стены, окна, крыши, пол) стандартных домов имеют довольно большой коэффициент теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, тепловые потери обыкновенного кирпичного здания составляют 250-350 кВт·ч в год с 1 м 2 отапливаемой площади.

Технологическая концепция пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей – не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется несколько слоёв теплоизоляции – внутренняя и внешняя.

Как правило, для утепления стен и пола пассивного дома на грунте используется слой теплооизоляции с коэффициентом теплопроводности не более 0,04 Вт/(м∙К) толщиной 30 см, а крыши – 40 см. Это позволяет одновременно не выпускать тепло из дома и не впускать холод внутрь него. Кроме того, перегородки в пассивном доме должны обладать высокой способностью аккумулировать тепло. Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности, как правило, не превышают 15 кВт·ч/м² в год, что практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.

Источник