Энергосберегающий дом. Повышение эффективности энергосбережения

5

Первые энергоэффективные здания появились в 70-х годах ХХ века, после энергетического кризиса. Энергосберегающий дом — это здание, в котором оптимизирован расход энергии, минимизированы теплопотери, вследствие чего значительно снижаются энергозатраты. Такими домами обычно в первую очередь называют «солнечные», «пассивные» и автономные здания.

Обычные дома, если они эффективно теплоизолированы, частично восполняют энергозатраты за счет использования альтернативной возобновляемой энергии, также можно назвать энергоэффективными. Уже входят в обиход выражения «энергосберегающие» лампы (освещение), окна. В проектирование домов закладываются энергосберегающие функции: например, наиболее используемые жилые помещения с большими окнами расположены в направлении солнечной стороны, а складские и подсобные помещения в северной части здания. При строительстве закладывают трубы отопления под полами для достижения эффекта «теплый пол», более эффективно организовывают вентиляцию, осуществляют технический контроль над расходом тепла.

Работа по энергосбережению. Управление энергоэффективностью

Энергосберегающим домом можно считать такое здание, который тратит как минимум втрое меньше энергии на обогрев, чем стандартный дом. Повышенная теплоизоляция, современная система вентиляции, отопления, кондиционирования, использование светодиодных и энергосберегающих ламп являются стандартами в энергосберегающем доме. При строительстве энергоэффективного дома используются энергосберегающие материалы в комбинации с традиционными (камень, бетон, дерево, кирпич), современные конструкции окон и рам, эффективно теплоизолируются ограждающие конструкции (стены, крыша, пол). При эксплуатации обычного жилого дома подсчитано: через стены теряются 35 процентов тепла, окна — 30%, крышу — 25%. Утеплением лишь ограждающих конструкции невозможно добиться существенного снижения энергопотерь. Значительная часть тепла дома уходит через так называемые «мостики холода» — участки, образующие в местах стыков, швов ограждающих конструкции.

Современная система утепления предусматривает создание защитной термооболочки вокруг всей конструкции здания. Современные материалы теплоизоляции (утеплители) должны соответствовать следующим стандартам:- при минимальной толщине материала иметь низкий коэффициент теплопроводности (не выше 0.03–0.08 Вт\мК), низкую паропроницаемость (способность материала не пропускать пар, влагу и не терять своих свойств), низкую плотность (минимальные дополнительные нагрузки на конструкцию здания), высокую водостойкость и химическую устойчивость к агрессивному влиянию окружающей среды.
Если у дома скатная крыша или есть чердак — теплопотери несколько ниже, потому что такие конструкции создают тепловой буфер. У крыш с холодным чердаком утепляется только чердачное перекрытие: сначала устраивается пароизоляция, а затем стелется теплоизоляционный материал. Теплоизолятор для кровель должен сохранять теплоизоляционные свойства на протяжении долгого времени, быть водостойким, биостойким, не выделять в процессе эксплуатации токсичных веществ и соответствовать требованиям пожарной безопасности. Если же кровля плоская, теплоизоляция должна защищать несущее покрытие (профилированный стальной лист или железобетонную плиту) от перепадов температуры, не допускать появления трещин. К теплоизоляционным материалам в данном случае предъявляются повышенные требования механической прочности, в частности — прочность на сжатие и разрыв слоев.

Высокой механической прочностью, низкой теплопроводностью и малым удельным весом характеризуются плиты из экструдированного пенополистирола или напыляемого пенополиурентана (напыления Пеноглас). Утепление с помощью Penoglas с успехом применяется в любых конструкциях плоских кровель: традиционных, инверсионных, облегченных. Важным его свойством является стабильность теплоизоляционных характеристик вне зависимости воздействия окружающей среды.

Эффективность энергосбережения

Что касается стен — все зависит от их площади и материалов, из которых сделан дом. Чем больше площадь внешних поверхностей, тем выше будут теплопотери. Если утеплять дом изнутри, то изменять архитектуру строения не потребуется, конструкция здания не затрагивается. Однако есть и свои минусы: во-первых, уменьшается полезная площадь помещения, во-вторых, когда за промерзшими стенами находится утеплитель в помещении нередко накапливается конденсат водяных паров. Но если принято решение делать внутреннюю теплоизоляцию, предпочтение отдается материалам невысокой плотности, причем обязательным условием является их высокая пароизоляция. Вариантов наружного утепления множество. Можно воспользоваться принципом сэндвича, предполагающим три слоя: внутренний (кирпичная или пеноблок), промежуточный (теплоизоляционный материал) и наружный (блоки из бетона). Такой мощный «бутерброд» надежно защитит дом от воздействия внешней среды, сбережет тепло и улучшит звукоизоляционные свойства дома.

Система наружного утепления «мокрого» типа представляет собой нескольких последовательно накладываемых слоев: утеплителя крепящегося на несущую конструкцию, базового и декоративного слоев штукатурки.

Немаловажная проблема — теплопотери через окна здания. Уменьшение площади окон не приемлемо потому, что ухудшаются комфорт и микроклимат помещений. В современном строительстве с успехом используют двух- трехслойные стеклопакеты, пространство между слоями которых заполнено специальным газом с низкими теплопроводными характеристиками. При проектировании энергосберегающих домов минимизируют показатель коэффициента энергопотерь (отношение внешней площади строения к внутреннему объему), поэтому энергосберегающие дома имеют форму приближенную к квадратной или кубической.

Использование солнечных батарей, коллекторов, тепловых насосов позволит заметно сократить потребление «традиционных» ресурсов в таких домах. Тепловой насос представляет собой компактную экологически чистую систему, позволяющую генерировать энергию из низкопотенциального источника (земля, грунтовые воды, водоем, море) для отопления и горячего водоснабжения. 75 процентов отопительной энергии можно получать бесплатно, используя природные ресурсы, даже в многоэтажном жилом здании. Тепловой насос полностью работает в автономном режиме и окупается за 2–3 года.

Управление энергоэффективностью

Для увеличения эффективности работы вентиляционных систем (хорошая вентиляция — это подержание тепла в доме и постоянный приток свежего воздуха) используется рекуператор. Рекуперация — это процесс частичного возврата энергии для повторного использования. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором особенно эффективна, когда теплообменник воздуха расположен под землей. Приточный свежий воздух очищается воздушными фильтрами и согревается в теплообменнике частично за счет тепла выбрасываемого отработанного воздуха из здания, частично забирая энергию у теплового насоса. Специальные теплопроводящие пластины не дают смешаться двум противоположным потокам воздуха. Не затрачивая никаких средств и ресурсов, мы постоянно имеем приток теплого и чистого воздуха в дом. Энергосберегающий дом — здание с энергозатратами в 2–3 раза меньше стандартного и в 1.5–2 раза выше «пассивного».

Но если для постройки пассивного дома нужно соблюдать жесткие правила проектирования, расположения и строительства, то энергосберегающий дом можно рассматривать как строительство обычного здания с применением технологических инноваций и материалов с усиленной теплоизоляцией и грамотно организованной вентиляцией. С развитием технологий и появлением новых стройматериалов расходы на строительство энергосберегающего дома стали не выше расходов для постройки обычного здания.