Энергоэффективный дом — часть 1

Россия

По сообщению РБК, в России первый активный дом был возведен в 2011 году в Подмосковье. Отопление и горячее водоснабжение дома осуществляется с помощью геотермального насоса и солнечных коллекторов, применяется гибридная вентиляция с рекуперацией тепла. Все инженерные системы интегрированы в единую автоматизированную систему управления домом. Благодаря технологиям затраты на обогрев комнат составляют 12 тыс. рублей, в то время как отопление обычного коттеджа такого же размера обойдется в 20–24 тыс. рублей в год. Себестоимость строительства с учетом отделочных работ, ландшафтного дизайна участка, а также покупки мебели составляет около 30 млн рублей.

Первый многоквартирный «дом нулевой энергии» в Германии

Первый в Германии «активный дом» построен в Вильгельмсхафене. | Фото: finance.tut.by.

Недавно в небольшом немецком городе Вильгельмсхафен был сдан в эксплуатацию уникальный многоквартирный дом. Его необычность заключается в том, что семьям, которые арендуют здесь квартиры платить ни за электроэнергию, ни за тепло не придется. Ведь он построен по самому высокому стандарту энергоэффективности KfW-40, который приравнивается к требованиям применимым к «пассивному дому». Жилое помещение рассчитано на шесть квартир площадью 90 кв. метров каждая.

В соответствии с критериями немецкого «Института солнечного дома» (Sonnenhaus Institut) здание считается энергетически автономным. | Фото: finance.tut.by.

Естественно при строительстве тщательно подбиралось место, чтобы максимально долгое время солнечные лучи могли обеспечивать бесперебойной подачей электричества для удовлетворения нужд жильцов дома. Для большей экономии потребления электроэнергии все наружные стены «самодостаточного» здания были тщательно утеплены, что значительно повысило теплоизоляцию. Такая конструкция помещения, современные системы переработки солнечной энергии и рекуперации тепла помогают обеспечить комфортную жизнь арендаторов, а в летний период еще и близлежащие дома.

Системы солнечных батарей были установлены на южном скате крыши и даже на балконах дома «нулевой энергии» (Вильгельмсхафен, Германия). | Фото: finance.tut.by.

Естественно практичные немцы установили лимит на бесплатное пользование коммунальными услугами, так например, определены максимальные границы благ для одной семьи на электроэнергию – это 3000 кВт/ч и 100 кубометров воды в расчете на целый год.

№7. Источники электроэнергии

Энергосберегающий дом должен использовать электроэнергию максимально экономно и, желательно, получать ее из возобновляемых источников. На сегодняшний день для этого реализована масса технологий.

Ветрогенератор

Энергия ветра может преобразовываться в электричество не только большими ветряными установками, но и с помощью компактных «домашних» ветряков. В ветряной местности такие установки способны полностью обеспечивать электроэнергией небольшой дом, в регионах с невысокой скоростью ветра их лучше использовать вместе с солнечными батареями.

Сила ветра приводит в движение лопасти ветряка, которые заставляют вращаться ротор генератора электроэнергии. Генератор вырабатывает переменный нестабильный ток, который выпрямляется в контроллере. Там происходят зарядка аккумуляторов, которые, в свою очередь, подключены к инверторам, где и идет преобразование постоянного напряжения в переменное, используемое потребителем.

Ветряки могут быть с горизонтальной и вертикальной осью вращения. При разовых затратах они надолго решают проблему энергонезависимости.

Солнечная батарея

Использование солнечного света для производства электроэнергии не так распространено, но уже в ближайшем будущем ситуация рискует резко измениться. Принцип работы солнечной батареи очень прост: для преобразования солнечного света в электричество используется p-n переход. Направленное движение электронов, провоцируемое солнечной энергией, и представляет собой электричество.

Конструкции и используемые материалы постоянно совершенствуются, а количество электроэнергии напрямую зависит от освещенности. Пока наибольшей популярностью пользуются разные модификации кремниевых солнечных батарей, но альтернативой им становятся новые полимерные пленочные батареи, которые пока находятся в стадии развития.

Экономия электроэнергии

Полученное электричество нужно уметь расходовать с умом. Для этого пригодятся следующие решения:

• использование светодиодных ламп, которые в два раза экономнее люминисцентных и почти в 10 раз экономнее обычных «лампочек Ильича»;
• использование энергосберегающей техники класса А, А+, А++ и т.д. Пусть изначально она чуть дороже, чем те же устройства с более высоким энергопотреблением, в будущем экономия будет значительной;
• использование датчиков присутствия, чтобы свет в комнатах не горел зря, и прочих умных систем, о которых было сказано выше;
• если пришлось использовать электричество для отопления, то обычные радиаторы лучше заменить на более совершенные системы. Это тепловые панели, которые расходуют в два раза меньше электроэнергии, чем традиционные системы, что достигается за счет использования теплоаккумулирующего покрытия. Подобную экономию обеспечивают и монолитные кварцевые модули, принцип действия которых основан на способности кварцевого песка накапливать и удерживать теплоту. Еще один вариант – пленочные лучистые электрические нагреватели. Они крепятся на потолок, а инфракрасное излучение нагревает пол и предметы в комнате, за счет чего достигается оптимальный микроклимат помещения и экономия электричества.

Великие цивилизации прошлого

Люди существуют уже несколько сотен тысяч лет, но до последних 7000 лет мы бродили по земле небольшими группами, охотясь, собирая съедобные растения и опасаясь угроз со стороны других людей, зверей

и погодных условий. Все изменилось после освоения орудий труда, оружия и огня, а первым крупным

шагом на пути к цивилизации стало одомашнивание животных для получения пищи, одежды, транспорта и общения.

Как пишет в работе под названием «Восход и закат цивилизаций» Уильям Р. Нестер = (William R. Nester), затем последовало одомашнивание растений, когда небольшие группы начали селиться в речных долинах, сеять и собирать урожай. На протяжении веков некоторые из таких поселений развились в сложные цивилизации, которые включали в себя большинство или все из следующих компонентов:

• скотоводство и земледелие; сложные, иерархические политические, социальные, экономические, военные и религиозные институты, каждый с разделением труда;
• использование металлов, колеса и письменности; четко определенные территории;
• торговля с другими народами.

Римская цивилизация возникла примерно в шестом веке до нашей эры. На пике своего могущества Римская империя управляла огромным участком земли, а все современные средиземноморские страны были частью древнего Рима.

Недавно ученые наконец разгадали тайну гибели цивилизации Майя – одной из самых ярких цивилизаций в истории человечества, рассвет которой пришелся примерно на III—IX века. Как показали результаты сразу нескольких научных исследований, о чем я подробно рассказывала в этой статье, среди причин гибели Майя исследователи выделяют сразу несколько факторов – засухи, войны, нехватка продовольствия и др.

Энергетический баланс

Важная характеристика эко жилья – это баланс между трансмиссионной или вентиляционной потерей тепла и его образованием вместе с энергией от солнца, обогревом и внутренними тепловыми источниками. Для его достижения важны следующие составляющие:

• компактность здания;
• теплоизоляция обогреваемой площади;
• поступление тепловой энергии от солнца, посредством выхода оконных проемов в южную сторону с отклонением до 30 градусов и отсутствию затемнения.

При расчетах учитывают угол падения света от солнца в разные времена годаИсточник stroyka.uz

Чтобы снизить затраты энергетических ресурсов, следует использовать бытовую технику с высокими уровнями энергоэффективности. Идеальное пассивное жилье – это дом-термос с отсутствием отопления. Воду нагревать можно, используя солнечный коллектор или же тепловой насос.

№9. Из чего строить энергосберегающий дом

Конечно же, лучше использовать максимально природное и натуральное сырье, производство которого не требует многочисленных стадий обработки. Это древесина и камень. Предпочтение лучше отдавать материалам, производство которых осуществляется в регионе, ведь таким образом снижаются растраты на транспортировку. В Европе пассивные дома стали строить из продуктов переработки неорганического мусора. Это бетон, стекло и металл.

Если один раз уделить внимание изучению энергосберегающих технологий, продумать проект экодома и вложить в него средства, в последующие годы расходы на его содержание будут минимальными или даже стремиться к нулю

7) Энергоэффективные системы вентиляции и кондиционирования

Системы, которые входят в ваш дом, так же важны, как и структурный дизайн. По оценкам, на отопление и охлаждение приходится около 48% потребления энергии в типичном доме. Так что это, безусловно, ключевая область для экономии энергии и денег с вашим индивидуальным строительством дома.Рассмотрим вентилятор восстановления энергии (ERV). Это в основном причудливое название для системы, которая снижает потребление энергии на вашем. Он рециркулирует воздух из вытяжных вентиляторов и воздуховодов вашего дома для предварительного нагрева или предварительного охлаждения воздуха, поступающего в ваш дом.«Экономия энергии окупается за оставшиеся первоначальные инвестиции в относительно короткие сроки — срок окупаемости для большинства систем составляет от 3 месяцев до 3 лет, в зависимости от размера системы и географического расположения здания. Затем ERV продолжает предоставлять владельцу положительный денежный поток в течение срока службы системы, который обычно составляет более 20 лет». — Райан Р

Хогер.Также обратите внимание на высокоэффективные тепловые насосы. Отопление и кондиционирование воздуха, как правило, являются крупнейшими потребителями энергии в доме

Эффективная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может сэкономить вам массу энергии и, следовательно, деньги на ваш ежемесячный счет. Рассмотрим воздушный тепловой насос. По данным энергетики, тепловой насос может уменьшить количество электричества, используемое для отопления, примерно на 50% по сравнению с электрическим сопротивлением (таким как печи и нагреватели плинтуса) .Ежегодная экономия на северо-востоке и в центральной части Атлантического океана составляет около 459 и 3000 кВт-ч энергии по сравнению с электрическими нагревателями сопротивления, а также 948 и 6200 кВт-ч энергии по сравнению с нефтяными системами .

№1. Проектирование энергосберегающего дома

Жилище будет максимально экономным, если оно было спроектировано с учетом всех энергосберегающих технологий. Переделать уже построенный дом будет сложнее, дороже, да и ожидаемых результатов добиться будет трудно. Проект разрабатывается опытными специалистами с учетом требований заказчика, но при этом нужно помнить, что использованный набор решений должен быть, прежде всего, экономически выгодным. Важный момент – учет климатических особенностей региона.

Как правило, энергосберегающими делают дома, в которых проживают постоянно, поэтому на первое месте выходит задача сбережения тепла, максимального использования естественного освещения и т.д. Проект должен учитывать индивидуальные требования, но лучше, если пассивный дом будет максимально компактным, т.е. более дешевым в содержании.

Одним и тем же требованиям могут отвечать различные варианты. Совместное принятие решений лучших архитекторов, проектировщиков и инженеров позволили еще на стадии разработки плана возведения помещения создать универсальный энергосберегающий каркасный дом (подробнее читайте — здесь). Уникальная конструкция кооперирует в себе все экономически выгодные предложения:

• благодаря технологии SIP-панелей строение обладает высокой прочностью;
• достойный уровень термо- и шумоизоляции, а также отсутствие мостиков холода;
• сооружение не требует привычной дорогой системы отопления;
• с использованием каркасных панелей дом строится очень быстро и характеризуется длительным сроком службы;
• помещения компактны, комфортны и удобны во время их последующей эксплуатации.

В качестве альтернативы можно использовать газобетонные блоки для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина как самый экологичный материал.

Еще несколько понятий энергоэффективности

Говоря об экономичном доме, в статье была упомянута только тепловая энергия. Но ведь экономить можно еще и на электричестве и на воде. Чтобы сэкономить электричество, не обязательно отказывать себе во многих привычных и удобных вещах. Используйте автоматизированные и программируемые устройства, например, электронные выключатели с датчиками движения.

Экономить можно еще и на воде. Контролировать расход такого ресурса автоматически невозможно. Почаще следите за показателями счетчика на воду, сократите полив придомовых территорий, внедрите капельный и лимитированный полив при помощи специализированного клапана.

Видео описание

Наглядно про технологию энергоэффективного дома смотрите в видеоролике:

Заключение

Схема создания энергоэффективного дома достаточно проста. Главное – это планировать строительство экономного дома еще на этапе его проектирования. Но нужно помнить, что возведение такого умного дома предполагает изначально большие вложения, чем в случае со строительством обычного коттеджа. Однако, со временем все эти затраты окупятся и принесут свои плоды.

Основы обеспечения энергоэффективности

Добиться высоких показателей энергоэффективности позволяет отлаженная система отопления и вентиляции. Не последнюю роль играет качество теплоизоляции дома.

Если конкретнее, то стоит уделить внимание следующему:

• Выбору строительных материалов с низким показателем теплопроводности.
• Установке энергосберегающих окон.
• Хорошей теплоизоляции стен, пола, потолка. Следует предотвратить образование “мостиков холода”.
• Организации мощной приточно-вытяжной вентиляции помещений с рекуперацией.
• Эффективному использованию солнечной энергии.
• Устройству утепленного фундамента.

В результате применения эффективных технологий затраты могут быть на 15-20% больше, чем при возведении типового дома. Однако энергоэффективный вариант дешевле в эксплуатации почти на 60%.

Швеция

В 2009 году в Швеции, рядом с городом Мальмё, был возведен дом Villa Åkarp. Жилье практически воздухонепроницаемо: фундамент, стены и крыша изолированы с помощью толстого слоя полистирола. В окнах установлены тройные стеклопакеты, и только три из них выходят на юг, что предотвращает здание от перегрева. Наличие в стеклопакетах криптона также помогает удерживать тепло. Постоянный поток свежего воздуха обеспечивается теплообменным устройством. С помощью солнечных панелей производится 4 200 кВт⋅ч электричества в год. Избыток энергии составляет 600 кВт⋅ч в год. Благодаря энергосбережению владельцы дома ежегодно экономят в среднем 1 650 евро. Стоимость Villa Åkarp не уточняется, однако затраты на строительство и оснащение обошлись примерно на 100 000 евро дороже, чем расходы на обычный дом.

Технология создания пассивного дома

Для достижения высокого уровня экономии энергии, строительство энергоэффективных домов предполагает грамотную работу одновременно по четырем направлениям:

1. Отсутствие тепловых мостов – старайтесь избегать включений, которые проводят тепло. Для этого существует специальная программа по расчетам температурного поля, которая дает возможность обнаружить и провести анализ наличия всех неблагополучных мест всех конструкций ограждения здания, для будущей оптимизации.
2. Рекуперация тепловой энергии, механическая вентиляция и внутренняя герметизация. Нахождение и устранение ее утечек создается путем организации испытаний воздухонепроницаемости зданий.
3. Теплоизоляция должна обеспечиваться во всех внешних участках – стыковых, угловых и переходных. В таком случае коэффициент передачи тепла должен быть меньше 0,15 Вт/м2К.
4. Современные окна – низкоэмиссионые стеклопакеты, которые заполняются инертным газом.

Факторы, влияющие на энергоэффективностьИсточник domastroika.com

Еще несколько понятий энергоэффективности

Говоря об экономичном доме, в статье была упомянута только тепловая энергия. Но ведь экономить можно еще и на электричестве и на воде. Чтобы сэкономить электричество, не обязательно отказывать себе во многих привычных и удобных вещах. Используйте автоматизированные и программируемые устройства, например, электронные выключатели с датчиками движения.

Экономить можно еще и на воде. Контролировать расход такого ресурса автоматически невозможно. Почаще следите за показателями счетчика на воду, сократите полив придомовых территорий, внедрите капельный и лимитированный полив при помощи специализированного клапана.

Видео описание

Наглядно про технологию энергоэффективного дома смотрите в видеоролике:

Заключение

Схема создания энергоэффективного дома достаточно проста. Главное – это планировать строительство экономного дома еще на этапе его проектирования. Но нужно помнить, что возведение такого умного дома предполагает изначально большие вложения, чем в случае со строительством обычного коттеджа. Однако, со временем все эти затраты окупятся и принесут свои плоды.

Источник

Как повысить энергоэффективность уже построенного деревянного дома

Такая процедура вполне реальна для жилых помещений в хорошем состоянии, т.е. если он не подлежит сносу через пару лет, то его возможно без проблем реконструировать. Уменьшение потерь тепла возможно при помощи современных технологий и материалов.

На первом этапе следует обнаружить места, где есть утечки. Это так называемые мостики холода, и именно они отнимают самую большую часть тепла во всем доме. Искать их нужно в крыше, стенах, дверных и оконных проемах. Погреб, подвал и чердачное помещение – это места, которые не стоит оставлять без внимания.

Грибок и плесень – это еще один показатель наличия мостиков холода, так как чаще всего они образуются в местах перепада температур, а значит, и появления конденсата.

Второй этап – это выбор утепляющих материалов. Они должны быть экологически безопасными и чистыми. Наиболее популярным вариантом является теплая штукатурка. Такой материал поможет эффективно справиться с различными стыками и разгерметизованными швами. Полиэтилен – еще один прекрасный утеплительный материал. Его толщина должна быть не меньше двухсот микрон и монтируется он под деревянной обшивкой.

Этапы превращения обычного дома в энергоэффективныйИсточник domastroika.com

5) Энергоэффективные окна и двери

Используйте энергосберегающие окна и двери, чтобы не потерять преимущества правильной изоляции вашего дома. Они должны плотно закрывать отверстия и иметь надлежащую защиту от погодных условий. Это может быть дороже авансом, но использование неэффективных продуктов может стоить вам дороже в долгосрочной перспективе. Кроме того, энергосберегающие окна и двери повышают ценность вашего дома.Энергоэффективные окна, двери и мансардные окна могут снизить счета за электроэнергию в вашем доме на 23% и экономить в среднем от 101 долл. в год. Это в общей сложности 1 006–6 205 кубических метра CO2 в год по сравнению со стандартными окнами с одним стеклом!

Первый экспериментальный дом «Луукку» в Финляндии

Первый экспериментальный «активный дом» «Луукку» построен в Куопио по проекту студентов (Финляндия). | Фото: invest.ua.

Примечательно, но первый «дом нулевой энергии» был спроектирован в Финляндии обычными студентами архитектурного факультета, который они назвали «Луукку». С их легкой руки этот дом построили в городке Куопио и после некоторых испытаний и, убедившись в его рентабельности, было решено внедрить еще несколько таких уникальных проектов.

Естественно для такого рода строительства одного проекта мало, нужно правильно выбрать месторасположения дома, ведь учитывая климатическую зону Финляндии здесь очень сложно организовать процесс перевоплощения солнечной энергии в электрическую. Поэтому дом расположили, так чтобы образовался основной скат крыши именно с южной стороны, и где совсем нет деревьев.

Энергетические установки позволяют освещать и всю прилегающую территорию («Луукку», Финляндия). | Фото: invest.ua.

Также использовали современные строительные материалы и новейшие научные разработки, которые позволили создать нужной плотности стены с высокой теплоизоляцией и установить активную вентиляционную систему. Чтобы избежать теплопотерь, была создана идеальная архитектурная форма, которая имеет предельно простую форму без лишних выступов.

Даже учитывая суровый северный климат страны, жильцам этого уникального жилья не приходится отказывать себе во благах, ведь вырабатываемой электроэнергии вполне хватает на поддержание комфортной температуры в лютые морозы, приготовление пищи, использование бытовых приборов и даже содержание бассейна и тренажерного зала с особой системой кондиционирования.

Таблица мониторинга работы всех систем первого в Европе «активного дома» («Луукку», Финляндия). | Фото: invest.ua.

И самое интересное, поскольку этот дом является «первенцем» студентов, они создали его личную вебстраницу в сети интернет, и теперь любой желающий может мониторить работу всех его систем.

3) Дизайн компактной планировки

Еще один часто пропускаемый, но простой способ сэкономить энергию  вашего дома — это его планировка. Уменьшенная площадь поверхности уменьшает внутренние тепловые потери. Распределенные дома будут терять больше тепла и будут менее эффективными, чем дома с компактной планировкой. В частности, дома круглой и сферической формы очень эффективны. Более высокие дома часто более эффективны, чем одноэтажные. Проектирование дома с учетом этого является одним из самых простых «разовых» способов повышения энергоэффективности.Вирджинский политехнический институт и государственный университет консультирует :«Дома с простыми, компактными формами, при правильном проектировании, являются более энергоэффективными, чем дома неправильной формы. Дом простой формы имеет меньшую площадь поверхности и меньше подвержен воздействию внешних элементов солнца, дождя и ветра. Он получает меньше тепла летом и теряет меньше тепла зимой. Он также использует меньше строительных материалов».Конечно, то, какая планировка и форма дома, будет зависеть от вашего участка, местных правил и индивидуальных потребностей. Обсудите со своим архитектором, как спроектировать макет, который даст вам то, что вам нужно, и в то же время воспользоваться этим простым способом экономии энергии.

Подведение итогов

Теперь ясно, стоит ли тратить средства на дополнительное утепление здания. В связи с постоянно растущими ценами на энергоносители вложение средств в возведение энергоэффективного жилья необходимо рассматривать в долгосрочной перспективе.

Также необходимо учитывать развитие строительных технологий и массовое внедрение высокоэффективных видов утеплителей, более продуманных узлов и конструкций коттеджей, альтернативных источников энергии и систем отопления.

Читайте на FORUMHOUSE  о строительстве энергоэффективного жилья и о том, может ли отопление электричеством быть дешёвым. Познакомьтесь с дневником расчёта окупаемости от дополнительно утепления дома и алгоритмом расчёта оптимальной толщины утепления. Узнайте, как рассчитать экономическую целесообразность дополнительного утепления.

В этом видео смотрите, как построить энергоэффективный дом.  Узнайте о том, что такое энергопассивный дом.

В заключение

Несмотря на кажущуюся дороговизну строительства по-настоящему энергоэффективного дома, по истечении 5-7 лет затраты полностью окупаются, после чего системы начинают работать исключительно на владельца, экономя его средства. При этом владелец всегда в курсе состояния всех систем, которое он может отследить с домашнего компьютера или смартфона, находясь в любой точке мира. В России подобные дома пока являются большой редкостью, можно сказать, что строят их только как экспериментальное жильё. Но отдельные системы автономизации применяются всё чаще. Будем надеяться, что в ближайшем будущем энергоэффективные дома станут более распространёнными, а значит, и доступными.

Возможно, скоро появятся такие «посёлки будущего» ФОТО: archello.com

Возможно, вы уже установили в своём доме одну из описанных систем. В таком случае просим вас рассказать, ощущается ли экономия, каков прогноз по срокам окупаемости. Если вам понравилась сегодняшняя статья, не забудьте её оценить. А напоследок мы предлагаем вашему вниманию видеоролик, который расскажет об энергоэффективных домах немного больше.

Watch this video on YouTube

Как вам статья?