Энергоэффективный дом — часть 2

№6. Отопление и горячее водоснабжение

Гелиосистемы

Самый экономный и экологичный способ отапливать помещение и подогревать воду – это использовать энергию солнца. Возможно это благодаря солнечным коллекторам, установленным на крыше дома. Такие устройтсва легко подсоединяются к системе отопления и горячего водоснабжения дома, а принцип их работы заключается в следующем. Система состоит из самого коллектора, теплообменного контура, бака-аккумулятора и станции управления. В коллекторе циркулирует теплоноситель (жидкость), который нагревается за счет энергии солнца и через теплообменник отдает тепло воде в баке-аккумуляторе. Последний за счет хорошей теплоизоляции способен долго сохранять горячую воду.  В этой системе может быть установлен нагреватель-дублер, который догревает воду до необходимой температуры в случае пасмурной погоды или недостаточной продолжительности солнечного сияния.

Коллекторы могут быть плоскими и вакуумными. Плоские представляют собой коробку, закрытую стеклом, внутри нее находится слой с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. Такие коллекторы более прочные, но сегодня вытесняются вакуумными. Последние состоят из множества трубок, внутри которых находятся еще трубка или несколько с теплоносителем. Между внешней и внутренней трубками – вакуум, который служит теплоизолятором. Вакуумные коллекторы более эффективны, даже зимой и в пасмурную погоду, ремонтопригодны. Срок службы коллекторов около 30 лет и более.

Тепловые насосы

Тепловые насосы используют для отопления дома низкопотенциальное тепло окружающей среды, в т.ч. воздуха, недр и даже вторичное тепло, например от трубопровода центрального отопления. Состоят такие устройства из испарителя, конденсатора, расширительного вентиля и компрессора. Все они связаны замкнутым трубопроводом и функционируют на основе принципа Карно. Проще говоря, теплонасос подобен по работе холодильнику, только функционирует наоборот. Если в 80-х годах прошлого века тепловые насосы были редкостью и даже роскошью, то уже сегодня в Швеции, например, 70% домов отапливаются подобным образом.

Конденсационные котлы

Обычные газовые котлы работают по достаточно простому принципу и расходуют при этом много топлива. В традиционных газовых котлах после сжигания газа и нагревания теплообменника топочные газы улетучиваются в дымоход, хотя несут достаточно высокий потенциал. Конденсационные котлы за счет второго теплообменника отбирают теплоту у конденсируемых паров воздуха, за счет чего КПД установки может превышать даже 100%, что вписывается в концепцию энергосберегающего дома.

Биогаз в качестве топлива

Если скапливается много органических отходов сельского хозяйства, то можно соорудить биореактор для получения биогаза. В нем биомасса благодаря анаэробным бактериям перерабатывается, в результате чего образуется биогаз, состоящий на 60% из метана, 35% — углекислого газа и на 5% из прочих примесей. После процесса очистки он может использоваться для отопления и горячего водоснабжения дома. Переработанные отходы преобразуются в отличное удобрение, которое может использоваться на полях.

Стадия проектировки дома – планирование энергоэффективности

Уже во время выбора земельного участка для строительства будущего жилого пространства следует учитывать природный ландшафт. Местность в обязательном порядке должна быть ровной и не иметь перепадов высоты. Однако, если перепады все же есть, то их можно выгодно использовать, она позволит обеспечить подачу воды, затраты на которую минимальны.

Как уже говорилось ранее, стоит выбирать более освещенную солнцем сторону, потому как его можно использовать вместо электрического. Звукоизоляция и теплоизоляция необходимо предусматривать уже тогда, когда готовится проект энергоэффективного дома, потому как экономия энергии без них просто невозможна.

Скат крыльца, кровля и козырек должны иметь оптимальную ширину, таким образом, чтобы не было тени при наличии дневного освещения, одновременно защищая фасад от дождя и перегрева. Крыша конструируется с учетом критического веса снега в зимнее время. Не забудьте организовать качественное утепление и грамотные стоки воды.

Все оборудование пассивного дома «связывается» в единую энергоэффективную систему еще на стадии проектированияИсточник polestarcapital.nl

Описание

Понятие пассивного дома (иначе называют энергосберегающий дом), определяет список технических требований, с которым потребление энергоресурсов в доме составляет 13 %. Показатель энергопотребления за год составляет 15 Вт*ч/м2.

Для сооружения такого дома необходимо придерживаться определенных требований, которые создадут условия низкого энергопотребления. Чтобы в полной мере ознакомиться с пассивным домом необходимо разобрать каждый элемент, составляющий его, по отдельности.

Форма дома

Учитывая, что имеется прямая зависимость тепловых потерь от общей площади дома, то в процессе проектирования пассивного дома важно уделять внимание форме сооружения, как например в купольном доме. Энергосберегающий частный дом должен быть сделан таким образом, чтобы коэффициент компактности находился в пределах нормы. Такой показатель определяет соотношение общей площади дома к его объему

Такой показатель определяет соотношение общей площади дома к его объему.

Обязательно при определении формы и площади дома учесть необходимость использования всех будущих комнат и помещений. Нельзя допускать чтобы в пассивном доме присутствовали неиспользуемые или малоиспользуемые комнаты (просторные гардеробные, гостевые или туалетные помещения). На их содержание необходимы существенные затраты энергии. Идеальным вариантом для пассивного дома является сферическая форма конструкции.

Солнечный свет

Поскольку строительство пассивного дома направлено на дальнейшее максимальное сбережение электроэнергии, то важным моментом является использование природного источника энергии, т.е. солнечного света. Для максимальной экономии энергоресурсов в доме пассивным все окна и двери располагают на южной стороне. Одновременно с этим проводить остекление с северной стороны фасада не рекомендуется. Не стоит рядом с пассивным домом сажать и массивные растения, от которых отбрасывается большая тень.

Теплоизоляция

Одним из важных моментов, которые учитывают при строительстве пассивного дома является обеспечение конструкции теплоизоляцией

Важно не допускать ни единой возможности теплопотери. Теплоизоляцией обеспечивают все угловые соединения, окна, двери, фундамент

В особенности тщательно проводят укладку теплоизоляционных материалов в стены (например, в доме из соломы) и крышу. Добиваются при этом значение коэффициента теплопередачи в 0,15 вт/(м*к). Идеальным показателем является 0,10 вт/(м*к). Материалами, позволяющими добиться вышеуказанных значений, являются: пенопласт со значением толщины 30 см и СИП панели, толщина которых составляет минимум 270 мм.

Светопрозрачные элементы

Учитывая, что через окна в ночное время происходит значительная потеря тепла, необходимо использовать только энергосберегающие виды окон. Стекла, которыми оснащены элементы, служат в качестве солнечных аккумуляторов. Они накапливают энергию солнца на протяжении дня и сводят к минимуму теплопотери ночью.

Сами по себе энергосберегающие оконные конструкции имеют тройное остекление. Внутри пространство их заполняется аргоном или криптоном. Значение коэффициента теплоотдачи составляет 0,75 Вт/м2*К.

Герметичность

Показатель герметичности при строительстве пассивного дома должен быть существенно выше, чем у обычной конструкции. Воздухонепроницаемость достигается за счет обработки всех стыков между элементами конструкции. Это касается и оконных, дверных проемов. Зачастую для такой цели используется герметик гермабутил.

Вентиляционная система

Система для вентиляции в конструкции обычного дома предполагает потери тепла до 50%. Пассивный дом, технологии которого направлены на уменьшение теплопотерь, требует иного подхода. Вентиляция сооружается по рекуперационному типу. Важен в этом вопросе показатель рекуперации, допускаются лишь значение 75% и больше.

Суть подобной вентиляционной системы проста. Количество поступающего воздуха в помещение, а также уровень его влажности регулирует сама система. Свежий воздух, попадая в систему, нагревается благодаря теплому воздуху, которой выходит из помещений. Это позволяет сэкономить энергию для обогрева свежих воздушных масс, поскольку тепло передается ещё холодному воздуху от нагретого в помещении.

Преимущества и недостатки

Из преимуществ, которыми характеризуется пассивный дом, выделяют:

• главное и основное преимущество — это минимальный расход электроэнергии в процессе эксплуатации;
• воздух, который поступает в свой дом через вентиляционную систему, всегда чистый. В нем нет пыли, пыльцы и различных вредных веществ;
• дома не подвергаются усадке, что позволяет заниматься отделочными работами сразу после возведения сооружения;
• в строительстве используются экологически чистые материалы;
• в обслуживании пассивный дом неприхотлив, например, при необходимости провести ремонт, объемную работу проводить не потребуется;
• длительность срока использования составляет 100 лет;
• возможность возведения в различных и вариациях архитектурных решений;
• пассивный дом подвергается перепланировке в любое время, поскольку в нём практически полностью отсутствуют внутренние несущие стены.

Из недостатков отмечают такие:

• постоянство температуры. Во всём доме температурный режим одинаков, т.е. как в спальне, так и в ванной комнате температура одна и та же. В некоторых случаях это доставляет дискомфорт, поскольку для спальни хочется более прохладного микроклимата, а для ванной комнаты больше тепла;
• нет возможности пользоваться радиаторами, поскольку их попросту нет. Сушить белье или погреться после долгой прогулки возле радиатора не получится;
• зачастую владельцы пассивных домов сталкиваются с проблемой чрезмерной сухости воздуха. Данная проблема появляется из-за частого открывания входной двери на протяжении дня, в особенности в зимний период;
• открыть окно и проветрить помещение ночное время суток в пассивном доме также не представляется возможным.

Как создать энергоэффективный дом

Перед тем, как начать подбирать материалы для утепления дома и их толщину, следует определиться с некоторыми важными исходными значениями:

1. площадь будущего дома;
2. площадь каждого фасада;
3. тип проемов для окон и их размеры;
4. объем поверхности подвалов и фундамента;
5. внутренний объем жилого помещения;
6. высота потолка;
7. вариант вентиляции – принудительная или же естественная.

Главные потери тепла в доме происходит через:

1. вентиляционные отверстия;
2. ограждающие конструкции, а именно стены, фундамент и крышу;
3. оконные проемы.

Уже на этапе подготовки проекта стоит стремиться к созданию минимальных потерь тепла сразу во всех этих составляющих дома, т.е. они должны быть аналогичными, около 33,3%. Таким образом, достигается идеальный баланс между выгодой и специальным дополнительным утеплением.

Процентное соотношение теплопотерь домаИсточник stroysyntez.ru

Строительство экодома, как правило, обходится на порядок дороже. Обычно, это процентов 15-20, но эти затраты со временем себя оправдают. Это время – примерно в течение первого года проживания в новом доме.

Комплекс мероприятий по улучшению энергоэффективности дома:

теплоизоляция стен – почти все варианты утепления предусматривают создание композитных стен, т.е

слоеных, где каждый слой имеет свое назначение (несущая, теплоизолирующая часть и облицовка);

утепление потолка – все тепло поднимается вверх, поэтому утепление этой составляющей дома очень важно;

утепление пола – холодное напольное перекрытие способствует быстрой потере тепла (использование полистирола или минеральной ваты);

теплоизолирование оконных и дверных проемов.

Технология строительства

При желании построить пассивный дом своими руками придётся уделить этому немало времени

Важно при строительстве понимать суть, которую включают в себя энергосберегающие технологии для частного дома. Вариантов использования материалов для строительства и теплоизоляции достаточно много

Прежде, чем начинать строить пассивный дом самостоятельно, рекомендуется заказать проект такого дома у профессионалов. Они смогут рассчитать все нюансы конструкции и указать необходимые материалы, которые подойдут конкретно для выбранного участка земли.

Если есть желание построить пассивный дом, технологии в его строительстве используются следующие:

• теплые стены;
• теплый пол;
• утепление фундамента;
• гидроизоляция крыши;
• использование СИП панелей для стен, пола и крыши.

Можно воспользоваться следующим алгоритмом действий:

• после того, как был сделан проект пассивного дома, приступают к непосредственно монтажным работам;
• изначально сооружают фундамент и проводят его утепление. Материалы для этого подбираются индивидуально. Хорошим вариантом для утепления фундамента является пеностекло. Проводится сетка для системы жидкого тёплого пола. После этого приступают к сборке каркаса дома;
• приступают к сооружению крыши. Для утепления и гидроизоляции при укладке кровельного покрытия монтируют к каркасу утеплительный материал и гидроизоляционную пленку;
• проводят полную гидроизоляцию стен и пола;
• приступают к отделке фасада;
• устанавливают окна и двери;
• завершающим этапом строительства является финишная отделка фасадной части дома.

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

№5. Умный дом

Чтобы сделать жизнь более комфортной и при этом экономить ресурсы, можно снабдить дом умными системами и техникой, благодаря которым уже сегодня возможно:

• задавать температуру в каждой комнате;
• автоматически понижать температуру в комнате, если в ней никого нет;
• включать и выключать свет в зависимости от присутствия человека в помещении;
• настраивать уровень освещенности;
• автоматически включать и выключать вентиляцию в зависимости от состояния воздуха;
• автоматически открывать и закрывать окна для поступления в дом холодного или теплого воздуха;

• автоматически открывать и закрывать жалюзи для создания необходимого уровня освещения в помещении.

Принципы возведения энергоэффективного дома

Основная цель создания такого жилья – это уменьшение расхода тепловой и электро энергии, особенно в знойный период. Среди основных задач:

• простая форма периметра и здания и формы кровли;
• полная герметичность;
• наращивание слоя теплоизоляции – не менее 15 см;
• ориентация в южную сторону;
• исключение «мостиков холода»;
• использование экологичных и теплых материалов;
• применение возобновляемой природной энергии;
• создание механической вентиляции, не только естественной.

Естественная вентиляция производит наибольшее количество тепловых потерь, а значит, ее эффективность очень низкая. Данная система летом вообще не функционирует, а зимой необходимо своевременно проветривать помещение.

Установка такого устройства, как рекуператор воздуха, дает возможность обогревать притекающий воздух. Она обеспечивает около 90% тепла за счет нагрева воздуха, а значит, что можно избавиться от привычных труб, котлов и радиаторов.

Основные принципы проектирования и строительства энергоэффективного домаИсточник stroydom.site

Преимущество экодома

Энергосберегающий дом имеет ряд положительных качеств перед другими видами жилых пространств:

• экономичность – если же дом пассивный, то все затраты на электроэнергию будут находиться все на таком же низком уровне, даже если стоимость вырастет;
• повышенный уровень комфорта – чистота, приятный микроклимат и свежий воздух, все это обеспечивает специальная инженерная система;
• энергосбережение – на отопительные нужды в этих домах затраты в 10 раз меньше, по сравнению с обычными;
• польза для здоровья – отсутствует плесень, нет сквозняков, повышена влажность и постоянно свежий воздух;
• нет вреда для природы – современные энергоэффективные технологии снижают уровень выброса вредных веществ в атмосферу.

Современный эко-дом можно охарактеризовать одним словом – балансИсточник smartmetering.ru

Пассивным жилым пространством считается особый стандарт энергоэффективности, которые дает возможность экологически чисто и экономно устраивать комфортность проживания, с причинением минимального вреда для экологии. При этом потребление ресурсов максимально снижено, значит, нет необходимости устанавливать отдельную систему отопления, или же размеры и мощность уже созданной достаточно малы.

Совокупность признаков пассивного домаИсточник domastroika.com

Каким будет наш мир через 10 лет?

Борьба с фейк-ньюс

Как говорится в статье, опубликованной на портале Science Focus, технологии могут привести нас в мир, где мы не будем уверены что реально, а что нет. В то же самое время благодаря технологиям мы можем отличать факты от вымысла, что особенно актуально в эпоху фейковых новостей и Deepfake.

Скорее всего к 2030 году технологии помогут нам вести лучшую жизнь, морально и физически здоровую. Рабочие места, предположительно, тоже претерпят ряд серьезных изменений.

Генетическая революция

Сегодня многие исследователи возлагают большие надежды на метод CRISPR для редактирования генома, с помощью которого можно лечить наследственные заболевания или же существенно снизить риск развития болезни Альцгеймера. Поговаривают даже о возможности обратить вспять процесс биологического старения. Но как далеко мы можем зайти в этой войне с болезнями? Ведь большинство недугов вызваны не одним геном, а комбинацией нескольких генов и факторами окружающей среды. Некоторые гены, предрасполагающие нас к одной болезни, одновременно защищают от другой.

Исследователи отмечают, что одной из основных проблем сегодня является доступность CRISPR, которая стоит дорого. Более того, редактирование генома человека также порождает этические дилеммы – так, широкую огласку получил поступок китайского ученого, который использовал технологию CRISPR-Cas9 на нерожденных младенцах, за что сейчас отбывает срок в заключении.

Возможно, в течение ближайших 10 лет мы сможем решить ряд сложных этических вопросов.

Однако многие ученые надеются, что в будущем врачам будет разрешено использовать эту методику на благо людей, а вот «более тонкие детали» еще только предстоит определить. По-видимому, разные культуры будут по-разному подходить к этическим вопросам. Так что в этом плане будущее сложное и трудно прогнозируемое.

Космическая революция

Последний раз нога человека ступала на поверхность Луны в 1972 году. Тогда мало кто мог предсказать, что люди не вернутся на спутник Земли еще 50 лет. Что касается последних планов мировых космических агенств (как частных, так и государственных), то в планах на ближайшее десятилетие не только запуск роботизированных аппаратов, например Europa Clipper (старт запланирован на 2021 год), космического телескопа Джеймса Уэбба, но и возвращение на Луну и полет человека на Марс.

Вообще, говоря об освоении космоса хочется верить, что исследования Солнечной системы и наблюдаемой Вселенной в ближайшие 10 лет принесут долгожданные новости и ответы на вопросы, будоражащие воображение. Кто знает, может быть в 2030 году человечество будет точно знать, что не одиноко на просторах бесконечной Вселенной.

Как вам статья?