№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 — ). 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 для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина
как самый экологичный материал.
Энергосбережение. Часть 1. Энергозависимые дома.
Нет, это не опечатка и не ошибка. Речь пойдет об ЭНЕРГОЗАВИСИМЫХ ДОМАХ! Да, это топик об Энергосбережении в Строительстве. Но я решил изучить эту тему немного шире и был просто поражен. Два поисковых гиганта Яндекс и Google не смогли мне найти по словосочетанию «ЭНЕРГОЗАВИСИМЫЕ ДОМА», толковую информацию.
Её (информации) нет. А может нет проблемы? Или всех так интересуют Энергоэффективные и Энергонезависимые дома, что никому нет дела до Энергозависимых домов? Но согласитесь, это-же парадокс. В мире все имеет противоположности. И если есть энергоНЕзависимые, значит должны быть энергозависимые дома. В противном случае надо говорить об мошенничестве. Абсолютно вымышленном понятии Энергонезависимый дом.
Точно! Воскликнул я. Просто до 20 века все дома были Энергозависимы! А теперь в 21 веке мы будем жить в Энергонезависимых домах! Вот она простота ответа! НИКОМУ НЕ НУЖНЫ ЭНЕРГОЗАВИСМЫЕ ДОМА! *DANCE*
А Вам? Да, да… именно Вам — надо Энергозависимый дом? Нет? Тогда для начала вспомним, а что использовали раньше. Ведь для того, чтобы узнать где мы будем с Вами, не обязательно иметь машину времени. Достаточно выбрать две точки для направления. Мы знаем наше Прошлое, на которое мы уже не можем повлиять и остается выбрать еще одну точку для приложения усилия в Будущем… А Вы разве не знаете, что есть несколько направлений развития в строительстве Энергосбережения? О, тогда этот топик точно для Вас Но сначала вспомним о Прошлом…
Так что, Вы готовы строить Энергонезависимый дом? И Вы не одиноки. Но начнем мы с самого массового направлении развития темы Энергосбережения…
Интересно. Заманчиво… Но вот у меня возникает вопрос… Можно ли назвать дом Энергонезависимым если он Зависит от поставщиков высокотехнологического оборудования и его обслуживания, которые в свою очередь Зависят от поставщиков Энергии для производства и обслуживания этого-же оборудования? Шило на мыло? За 8 дней возможной независимости 100000 евро? Многие ли смогут себе это позволить?
Но как я говорил, должны быть и другие направления. И они конечно есть!
К примеру Эко Дома позволяют значительно Экономить Энергию за счет обычной Философии. Изменения стиля жизни и отношения к техногенному развитию общества. Ставить во главу Жизни — Семью, а не техно-плоды цивилизации. Но мы еще будем говорить об этом направлении Строительства домов. Обязательно!
А есть и Солнечные дома. К примеру ENERGY GLOBE WORLD AWARD 2010/11 в номинации EARTH: мировая награда в области устойчивого развития, вручается ежегодно с 1999 года для проектов, которые внесли вклад в «экономное использование ресурсов Земли и использование альтернативных источников энергии»… проекты из России за историю премии отмечены наградой вторично. Архитектор Павел Казанцев http://pal-antvlad.narod2.ru/solar-5_rus/.
Есть и многие патенты в развитии этого направления. Их авторы активно используют свои разработки Пассивных систем Солнечного отопления при строительстве домов: Майкл Рейнолдс, Норман Б. Саундерс, Пол Коноув (Paul Konove) и Алисия Раветто (Alicia Ravetto), Дж. Юэрсом (J.J. Ewers), Ричард Харкрейдер (Richard Harkrader) и многие другие.
Я бы назвал это направление ДОСТАТОЧНАЯ НЕОБХОДИМОСТЬ. Ведь сегодня на рынке просто идет массированная атака технологий с приставкой ЭКО… И для чего они ЭКО… неизвестно.
А ка-же Чудаки? Они-же есть? Ну конечно есть! И в разумности с оригинальностью им не откажешь! *BRAVO* Это направление Подземные Жилища. Их еще шутя называют Лисьи норы, Дома Хоббитов . Основные затраты энергии в доме уходят на обогрев. А земля является природным естественным аккумулятором солнечной энергии — Тепла. Попадает оно туда не только прямым путем нагрева, но и с теплой водой. Вот и получается… Зачем строить дом на земле и ставить тепловой насос, если можно дом построить в теплой земле. Но не будем забегать вперед…
И что получается? А то, что ни одно направление не может похвастаться своей энергонезависимостью… Энергонезависимого дома не может существовать в принципе. Это против законов природы. Понятие абсолютно искусственно вымышленное манагерами для увеличения продаж своего энергозависимого оборудования. Подмена понятий. Завуалировали истину Зависимости от поставщика оборудования, в Независимость от поставщика энергии. Да ладно, мы все взрослые. Зачем стесняться как малые дети…
ЭнергоНезависимый дом — Брехня… Ложь! Манагерская туфта!
Вот теперь Вы готовы услышать правду. Но ждет она Вас во второй части Энергосбережение. Часть 2. Политика (Ох и не люблю я это слово, а придется…)
Энергообеспечение пассивного дома
К пассивному дому обычно не подводят газ, для бытовых целей и обогрева полностью хватает однофазной электросети. С электрическими нагревателями все просто: сколько киловатт вложено в дом, столько в нем и остается, КПД составляет почти 99%, в отличие от газовых котлов.
Но электрическая сеть в качестве единственного источника энергоснабжения имеет массу недостатков, заключающихся по большей части в ненадежности подключения. Часто дома снабжаются достаточно сложной электросетью, включающей аварийный генератор с автозапуском, либо используют для резервной подпитки парк аккумуляторов или солнечные батареи.
Нагрев воды для бытовых нужд обычно выполняется солнечными коллекторами , преимущественно вакуумными. Вообще автономные источники энергии достаточно разнообразны, среди разновидностей можно подобрать оптимальное решение для объектов с разными условиями.
В чем основная идея пассивного дома
Все три вышеперечисленных понятия принято объединять: пассивный дом обладает максимально расширенным комплексом мер по обеспечению энергетической автономности. В конце концов, никому не интересно годами тестировать свое жилище, добиваясь норматива по теплопотерям для получения почетного звания
Важно, чтобы внутри было сухо, тепло и комфортно
Существует мнение, что сегодня любая новостройка должна возводиться по технологии пассивного дома, благо, что технические решения есть даже для многоэтажных зданий. Это не лишено смысла: затраты на обслуживание дома за период междуремонтной эксплуатации обычно даже выше затрат на строительство .
Пассивный же дом при более объемных первоначальных вложениях практически не требует затрат весь срок службы, который, к тому же, превышает срок эксплуатации обычных зданий за счет абсолютной защиты несущих и ограждающих конструкций в комплексе с самыми современными и технологичными решениями строительства и ремонта.
Главной технической особенностью пассивного дома можно назвать непрерывный контур теплоизоляции, от фундамента до кровли. Такой «термос» хорошо сохраняет тепло, но не все материалы пригодны для его устройства.
№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.
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.
№7. Источники электроэнергии
Энергосберегающий дом должен 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.
Выбор электроприборов
Все бытовые электроприборы в таком доме должны иметь самый низкий класс потребления. Это позволит сэкономить электроэнергию и снизить нагрузку на солнечные батареи. Это относится и к осветительным приборам. Обычно выбираются экономичные светодиодные лампочки. Для охлаждения дома можно использовать как кондиционер, так и тепловой насос, присоединенный к рекуператору.
Кроме того, необходимо обязательно иметь резервный генератор, который сможет в зимнее время работать без подзарядки несколько часов в сутки. При подключении его к электросетям проблемы отопления в зимнее время не будет.
Стоимость подобного дома — около двух с половиной тысяч евро. Конечно, это недешево, но новейшие системы всегда дороги и позволяют полностью снять зависимость от внешнего мира.
Уникальный проект энергонезависимого дома
Посреди горного пейзажа места под названием Los Sueños, раскинулась шикарная вилла Casa Piscucha. Фантастический по своему замыслу и интересный проект дома разрабатывался студией Cincopatasalgato, которые специализируются на создании экологически безопасных и энергоэффективных зданий. Удивительное во всех своих проявлениях жилое пространство очаровывает необычными интерьерами, футуристической крышей и восхитительными контурами, контрастирующими на фоне живописной природы и холмистых видов. Вокруг строения пестрит буйство зелени и разнообразие ярких красок, которые смелым заявлением вливаются внутрь каждой комнаты, дополняя собой минималистичное оформление.
Особенности уникальной конструкции способствуют более эффективному её использованию. Крыша – является основой дизайна виллы, она не только очаровывает взгляд, но и является функциональной деталью, служащей своего рода навесом, создающим тень в нужных местах. Завораживающий вид и интригующая лаконичность – это основа сооружения, притягивающая взгляды и выступающая неотъемлемым компонентом дома.
Для придания вилле более гармоничного вида с пейзажными достопримечательностями, в необычном проекте участка использовались зелёные насаждения, приспособленные к местным условиям. Высажены они в минимальном количестве и только в тех местах, где необходимо было приукрасить открытый грунт, который портил весь образ своим видом. Сооружены ступени, позволяющие перемещаться между уровнями снаружи. Фундаменты и стены нижнего яруса выложены частично с бетона и камня местного производства, а вот верхние этажи – это максимально открытое пространство, сформированное с металлического каркаса обшитого стеклянными панелями.
Casa Piscucha является довольно просторным и светлым жильем, поскольку большая его часть находится практически под открытым небом. Сам интерьер лаконичен, такое условие позволяет не отвлекать взгляд от окружающей красоты. Планировка сама собой необычна: как центральная зона выделяется гостиная, с которой последовательно соединяются все остальные области путём плавных переходов и лестницы на второй этаж дома. Меблировка и дизайн так же несложны в своём виде, главным акцентом считается ненавязчивость и спокойная обстановка, идеально подходящие к данному варианту загородной резиденции, предназначенной для отдыха и комфортного времяпровождения.
С каждой комнаты открывается изумительный вид, полностью лишённый урбанизации, что является идеальным условием для тех, кто стремится к уединению и старается отдохнуть от бурного ритма городской жизни. Наиболее эффектно оформлена терраса: просторная палуба с плавательным бассейном, установленным на самом краю – это наиболее оптимальный вариант для впечатляющего вида.
Нейтральная цветовая гамма в светло-сером тоне, с добавлением лёгких акцентов бежевого, насыщенного чёрного и мягкого оттенка натуральной древесины. Такое решение сочетает в себе элегантность и простодушие, которые предназначены настраивать сознание обитателей на спокойный отдых в окружении природной гармонии и естественного баланса. Особенно эффектно представлен декор интерьера спальни, где и требовалось достичь максимального уровня комфорта и уюта. Потрясающий ландшафт врывается внутрь сквозь панорамные окна, становясь частью дизайна.
Уникальный в своём роде проект является самым привлекательным примером энергонезависимого дома. Он оснащён солнечными батареями, системой вентиляции, сбора дождевой воды, а большие зоны остекления впускают внутрь много тепла и света.
Строение построено с применением экологически безопасных материалов: камень, стекло, бетон и дерево, кроме того, архитекторам удалось сохранить идеальный баланс для достижения гармонии между существующей структурой и фактурам, применённым для её сооружения. На первый взгляд постройка чем-то напоминает оригами, бумажную фигурку, сделанную из бумаги, даже интерьер является таким же лёгким и воздушным, будто созданным из картона. Но это обманчивое мнение, на самом деле это современное, стильное и уютное жильё, предназначенное для комфортабельного отдыха.
Материалы для теплоизоляции
Пенополистирол в таких объемах неприменим, он горюч и токсичен. В ряде проектов это решается огнезащитным слоем у несущего целика и под фасадной отделкой, что ведет к неоправданному удорожанию. Использование стеклянной и минеральной ваты также не решает проблему. В ней, так же как и в пенополистироле, активно селятся вредители (насекомые и грызуны), да и срок службы у ваты в 2-3 меньше, чем у самого пассивного дома.
Пригодный для целей пассивного дома материал — пеностекло . Краткий свод характеристик: наименьшая теплопроводность из известных материалов широкого потребления, полная экологичность за счет инертности стекла, простая обработка и хорошая способность к склеиванию. Из минусов — высокая цена и сложность производства, но материал однозначно стоит своих денег.
Менее дорогостоящий, но пригодный для утепления пассивного дома материал — вспененный полиуретан. Технически такие дома пассивными назвать нельзя, их теплопотери составляют 30-50 кВт·ч с квадратного метра в год, но и эти показатели вполне приемлемы. Полиуретан может устанавливаться как листовой материал, либо наноситься методом торкрет-оштукатуривания.
№3. Теплоизоляция для энергосберегающего дома
Даже построенный с учетом всех архитектурных хитростей дом требует правильного утепления, чтобы быть полностью герметичным и не выпускать теплоту в окружающую среду.
Теплоизоляция стен
Через стены уходит около 40% тепла из дома
, поэтому их утеплению уделяют повышенное внимание. Самый распространенный и простой способ утепления – организация многослойной системы
обшиваются утеплителем, в роли которого часто выступает минеральная вата или пенополистирол
, сверху монтируется армирующая сетка, а потом – базовый и основной слой штукатурки.
Более дорогая и прогрессивная технология – вентилируемый фасад
. Стены дома обшиваются плитами из минеральной ваты, а облицовочные панели из камня, металла или других материалов монтируются на специальный каркас. Между слоем утеплителя и каркасом остается небольшой зазор, который играет роль «тепловой подушки», не позволяет намокать теплоизоляции и поддерживает оптимальные условия в жилище.
Кроме того, чтобы снизить теплопотери через стены, используют изолирующие составы в местах примыкания кровли, учитывают будущую усадку и изменение свойств некоторых материалов при повышении температуры.
Принцип работы вентилируемого фасада
Теплоизоляция кровли
Через кровлю уходит около 20% тепла. Для утепления крыши используют те же материалы, что и для стен. Широко распространены на сегодняшний день минеральная вата и пенополистирол
. Архитекторы советуют делать кровельную теплоизоляцию не тоньше 200 мм независимо от типа материала
Важно рассчитать нагрузку на , несущие конструкции и кровлю, чтобы не была нарушена целостность конструкции
Теплоизоляция оконных проемов
На окна приходится 20% теплопотерь дома. Хоть лучше, чем старые деревянные окна, защищают дом от сквозняков и изолируют помещение от внешнего воздействия, они не идеальны.
Более прогрессивными вариантами для энергосберегающего дома являются:
Теплоизоляция пола и фундамента
Через фундамент и пол первого этажа теряется по 10% теплоты. Пол утепляют теми же материалами, что и стены, но можно использовать и другие варианты: наливные теплоизоляционные смеси, пенобетон и газобетон, гранулобетон
с рекордной теплопроводностью 0,1 Вт/(м°С). Можно утеплить не пол, а потолок подвала, если подобный предусмотрен проектом.
Фундамент лучше утеплять снаружи, что поможет защитить его не только от промерзания, но и от других негативных факторов, в т.ч. влияния грунтовых вод, перепадов температур и т.д. В целях утепления фундамента используют напыляемый полиуретан, и пенопласт.
Автономное электроснабжение: устройство и принцип работы системы
По большому счету, системы автономного электроснабжения частного дома устроены весьма просто – как правило, они состоят из трех основных узлов.
- Преобразователь энергии – это либо солнечные панели, либо ветряной электрогенератор. Исходя из названия, можно понять, что первый вариант предназначен для преобразования солнечной энергии в электрическую, а второй служит для преобразования энергии ветра в электрический ток. Эффективность работы того или иного типа преобразователя в полной мере зависит от капризов матушки Природы – есть солнце или ветер, значит имеется и энергия. Согласитесь, весьма зыбкая и ненадежная перспектива. Именно для этого необходим следующий элемент системы автономного электроснабжения дома.
Электрические емкости – аккумуляторы, в задачи которых входит накапливание электричества, которое в солнечные или ветряные дни будет вырабатываться в избытке. Аккумуляторов понадобится много – именно от них зависит то, насколько долго вы сможете использовать запасенную энергию. Как правило, для обеспечения электричеством домов применяются больше гелевые аккумуляторы емкостью от 175А/час и более с напряжением 12 и 24V – их количество рассчитывается исходя из суточного потребления энергии. При большом энергопотреблении целесообразно использовать аккумуляторы на 24V.
-
- Контроллер – управление потоками энергии, вырабатываемыми преобразователями. Принцип работы таких контроллеров весьма простой – его основной задачей является контроль над состоянием аккумуляторов. Когда «бак заполнен» до отказа, он направляет энергию прямиком к потребителю, когда он обнаруживает разрядку аккумуляторов, энергия идет через них – часть ее тратится на зарядку, а часть поступает потребителям.
- Инвертор – устройство, преобразующее постоянный ток с напряжением 12 или 24V в традиционное сетевое напряжение 220V. Инверторы бывают разной мощности, которая также рассчитывается исходя из суммарной мощности одновременно работающих потребителей – естественно, берется запас, так как ситуации бывают разными. Кроме того, когда электрооборудование работает на пределе своих возможностей, оно быстрее выходит из строя.
По большому счету, если не считать различного рода соединительные кабели, балласты для сброса излишков энергии и прочего вспомогательного оборудования, можно сказать, что это и все автономное электроснабжение загородного дома.
Кровля и теплый чердак
Другое ключевое отличие пассивных домов — наличие неотапливаемой мансарды или теплого чердака и качественное утепление кровли без мостиков холода. При таком подходе выделяется две границы температур: на перекрытии верхнего этажа и в самой кровле. Благодаря разнесению теплозащиты гарантированно устраняется образование конденсата в утеплителе кровли и существенно снижаются потери тепла.
Перекрытие верхнего этажа обычно делают каркасным на деревянных балках, пустоты заполняют слоем минеральной ваты средней плотности толщиной в 20-25 см. Перекрытие лучше утеплять листовыми материалами с устройством перекрестного ячеистого каркаса и точной подгонкой плит утеплителя. Все швы и стыки заполняются специальным клеем или монтажной пеной
Особое внимание уделяется устройству защитного пояса в месте опоры стропильной системы на стены
Теплый чердак устраивается по принципу рекуперации вентиляционной системы. Каналы вытяжной вентиляции выходят прямо в герметичное чердачное помещение, откуда выводятся через единственное отверстие с принудительным оттоком. Часто этот канал снабжают рекуперационной установкой, передающей часть тепла от вытяжного воздуха приточному.
