Дом с нулевым энергопотреблением проект. Нулевые дома

Нулевой дом (он же пассивный дом (англ. passive house), энергоэффективный дом, ЭкоДом)

энергоэффективное здание, соответствующее наивысшему стандарту энергосбережения в мировой практике индивидуального и многоэтажного строительства. Для пассивного дома энергопотребление составляет около 10% от удельной энергии на единицу объема, потребляемой большинством современных зданий. Незначительное отопление требуется лишь в период отрицательных температур.

В идеале пассивный дом является независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры воздуха и воды. вся необходимая энергия для жизнедеятельности людей должна вырабатываться внутри дома, причем при помощи возобновляемых источников энергии.

Основным принципом проектирования энергоэффективного дома является использование всех возможностей сохранения тепла . В таком доме нет необходимости в применении традиционных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения. Отопление нулевого дома осуществляться благодаря теплу, выделяемому живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии, горячее водоснабжение – за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов, солнечных батарей и термовихревых установок.

Кроме того, нулевые дома очень комфортны и экологически благоприятны для человека. На сегодняшний день такие сооружения – самые удобные и современные типы зданий. В них автоматически поддерживается оптимальная температура, влажность и чистота воздуха, что превращает жизнь в такого рода домах в удовольствие. С учетом того, что люди около 60% своего времени проводят в помещениях, значение таких объектов для поддержания высокого качества жизни трудно переоценить. Микроклимат такого здания способствует продлению жизни человека.

В целом нулевые дома – наиболее удобные, современные и эффективные типы зданий. Наибольшим практическим опытом реализации проектов нулевых домов обладают страны Западной Европы. На сегодняшний день построены тысячи подобных сооружений. Концепция энергоэффективных и пассивных домов является перспективной и реализуемой и у нас.

Теплопотери нулевого дома близки к нулю. При тех же условиях обычный дом «отапливает» улицу.

Преимущества энергоэффективных и нулевых домов

Экономия средств

Тарифы на газ и электроэнергию растут вопреки кризису. К 2011-2012 гг. согласно уже опубликованным планам российских естественных монополий их размер увеличится как минимум в 2 раза. Владелец нулевого дома экономит до 80% энергоресурсов на отопление. Весной отопительный период нулевого дома заканчивается раньше, осенью – начинается позже. В летний период сведены к нулю затраты электроэнергии на кондиционирование.

Энергонезависимость

Нулевой дом позволяет отказаться от централизованного газо- и/или теплоснабжения и строить дома в «чистом поле». Однако в ближайшем будущем концепция нулевого дома получит широкое распространение и в пределах территории с развитой инфраструктурой. При аварийном отключении тепла зимой температура внутри нулевого дома понижается лишь на 1-2 °С в сутки. Отсутствие необходимости подключения к газовым сетям, а также коммунальных платежей за газ сокращает срок его окупаемости.

Комфортная внутренняя среда

С учетом того, что человек в среднем более 60% своего времени проводит дома, комфортная среда является одним из важнейших факторов при выборе типа здания. Благодаря применяемым техническим решениям, в этих домах поддерживается благоприятный для здоровья человека внутренний климат: теплые стены и полы, оптимальная температура, влажность и чистота воздуха. Достоверно установлено, что комфортная среда обитания, формируемая в пассивных домах, способствует продлению дееспособного срока жизни человека. Например, микроклимат такого здания благотворно влияет на аллергиков. Неудивительно, что именно эти особенности пассивных домов стали причиной их быстро растущей популярности в последние годы.

Высокая ликвидность

Энергоэффективность становится одним из основных стандартов качественного жилья. Постепенно по мере появления все большего числа энергоэффективных домов продать обычный дом станет все сложнее без уступок в цене. Расходы на утепление значительно уступают последующему размеру роста стоимости дома и являются своего рода инвестициями в будущее.

Инновационность

Нулевой дом в полной мере является жильем 21 века. Используемые решения в области обогрева, минимизации энергопотерь, вентиляции, инженерных систем, считающиеся технологиями завтрашнего дня, доступны в нулевом доме уже сегодня.

Экологическая составляющая

Нулевой дом часто называют также «экологическими домами» («ЭкоДом»). Известно, что около 40% выбросов CO2 в атмосферу образуется при сжигании топлива, используемого именно для отопления зданий. Применение нулевых домов может сократить эти цифры – ведь в них для обогрева используются альтернативные источники энергии. Кроме этого, для строительства выбираются экологически чистые материалы, часто традиционные – дерево, камень, кирпич.

Существуют ли какие-нибудь архитектурные ограничения при строительстве Пассивного Дома?

Пассивный Дом, также как и обычный дом, может быть любой планировки и этажности, никаких особых ограничений в данном случае не существует. Единственная желательная рекомендация – расположение большинства окон на южной стороне здания (для уменьшения тепловых потерь).

Для чего нужно строить Пассивный Дом?

Срок эксплуатации современного капитального здания – несколько десятков лет. Для поддержания жизнедеятельности людей за это время расходуется огромное количество тепловой и электрической энергии (а значит и денег). Пассивный Дом позволяет в несколько раз сократить потребление ресурсов и затрат на отопление. Особенно актуальным это становится в следующих случаях:

– для обогрева здания используется электричество;

– на участке строительства (или в уже построенном доме) подведено электричество ограниченной мощности (либо отсутствует вообще), а увеличение подводимой мощности (прокладка линий электропередач до Вашего дома) связано с большими капитальными вложениями;

– cуществует потребность снизить потребление электричества;

– для обогрева здания используется твердое топливо, жидкое топливо, либо сжиженный газ в баллонах и необходимо снизить его потребление или перейти на более удобный источник энергии;

– для обогрева используется магистральный природный газ, но, учитывая растущиетарифы, необходимо сэкономить его расход;

Так же не стоит забывать и про то, что запасы энергоресурсов (нефти, газа) ограничены, ввиду чего цена на них с каждым годом становится все больше.

Принципы проектирования энергоэффективного дома

Архитектурное решение

энергетически рациональная ориентация здания по частям света с точки зрения расположения оконных проемов, дверей и буферных зон.

Объемно-планировочное решение

энергоэффективная форма дома, обеспечивающая минимальную площадь наружных стен;
оптимальная площадь остекления;
наличие тамбуров на входах.

Конструктивные решения

непрерывная изолирующая оболочка здания из высокоэффективных теплоизоляционных материалов толщиной 25-40см (по расчету), отсутствие мостов холода, герметичность;
использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты;

Инженерные решения

обеспечение воздухообмена с минимальными теплопотерями, обеспечиваемого механической приточно-вытяжной системой с рекуперацией тепла.

Устройство пластинчатого рекуператора

Рекуператор – это устройство, в котором происходит передача тепла «отработанного» уходящего воздуха свежему входящему воздуху, т.е. мы не «выбрасываем» тепло из помещения вместе с воздухом вытяжной вентиляции, а используем это тепло для нагрева входящего воздуха. Приточный и вытяжной потоки воздуха в рекуператоре не смешиваются, происходит только передача тепла.

рациональное использование источников тепла и энергии самого дома (внутренние тепловыделения электроприборов) и окружающей его территории: например, использование , который позволяет получить до 5 кВт*ч тепловой энергии на каждый киловатт-час затраченной электроэнергии. Возможно использование солнечной энергии и ветровой энергии.

применение современного инженерного оборудования с высоким КПД (например, теплогенераторов, вихревых термогенераторов).
дополнительная экономия тепловой энергии за счет использования автоматизированной системы управления всеми техническими устройствами в здании (система «Умный дом»)

Экономическая выгода

Экономическая выгода нулевого дома была не столь очевидна в прошлые времена экономического благополучия, низких цен на энергоносители и их доступности. В будущем стоимость энергии будет постоянно расти, а доступность энергоносителей и инфраструктуры снижаться. Причина подобных тенденций — серьёзный структурный кризис российской энергетики, последствия которого начинают ощущаться уже сейчас.

Наибольшая экономия в нулевом доме достигается на отоплении — первоначальные затраты на отопление могут быть снижены в 10 раз . Если же в доме установлена «умная» система контроля энергосистемы, то затраты на отопление и энергоснабжение могут быть снижены еще более значительно. Средняя стоимость окупаемости инженерных систем умного дома укладывается в диапазоне 5-7 лет при постоянных ценах на энергоносители.

Строительство Нулевого дома площадью 200 м 2 , в условиях доступности сетевой энергетической инфраструктуры, с условием внедрения всех возможных энергоэффективных решений, обходится в среднем на 30% дороже сооружения аналогичного по площади традиционного загородного дома, однако за счёт принципиального снижения расходов на электроснабжение и тепло эти затраты окупаются в течение 5-8 лет. В последующем суммарные расходы на строительство и энергообеспечение нулевого дома меньше тех же расходов на традиционный, что позволяет получать заказчику существенный экономический эффект.

В условиях недоступности сетевой инфраструктуры капитальные затраты окупаются еще быстрее. В этом случае решения по автономному электроснабжению уже сегодня конкурентоспособны по уровню капитальных затрат с традиционным сетевым электроснабжением. Установившие такие системы (ветрогенераторы малой мощности, солнечные батареи) домохозяйства начинают выигрывать, за счёт сокращения выплат за электроэнергию.

В исключительных случаях в качестве резерва систему вентиляции оборудуют маломощными нагревателями или кондиционерами, осуществляющими минимальную регулировку температурных условий.

Подобные технологии были реализованы при строительстве «экодеревни» близ Хельсинки в Финляндии. Она представляет собой экологически чистую территорию сельского типа площадью 1132 га.

В ходе строительства были применены современные системы утилизации и рекуперации тепла, такие, как использование обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления, утилизация тепла удаляемого воздуха, системы естественной вентиляции с дефлекторами новой конструкции, использование солнечных коллекторов на системах горячего водоснабжения, автоматизация систем жизнеобеспечения, использование эффективной теплоизоляции в ограждающих конструкциях. Проверка показала, что энергопотребление в домах экодеревни не превышает 15 кВт ч/м3 в год.

В Европе давно применяют подобный подход не только для жилых зданий, но и для зданий промышленного или офисного назначения. В Дании, Германии, Финляндии разработаны специальные целевые государственные программы по приведению всех объектов регулярной застройки к условно-пассивному уровню, соответствующему 30 кВт ч/м3 в год. Например, так было построено офисное здание Исследовательского Центра ROCKWOOL в Дании. Проект был удостоен звания «Офис 2000 года», а сооружение было признано одним из самых энергоэффективных в мире. Современная концепция строительства домов требует не только применения энергосберегающих технологий.

Она подразумевает также сведение к минимуму загрязнений окружающей среды различными отходами, вредными веществами, энергетическими излучениями и полями. В идеальном случае, энергопассивный дом должен находиться в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой, что соответствует такому пути развития цивилизации, при котором, с одной стороны, практически не используются невозобновляемые источники энергии и материалы, а с другой – не наносится вред природе и здоровью человека.

Примеры построенных домов с низким потреблением энергии

В штате Оклахома (США) компания Ideal Homes построила первый дом с нулевым потреблением энергии, который может стать базовым проектом для серийного строительства такого рода зданий. Стоимость коттеджа составляет менее двухсот тысяч долларов. Он не потребляет внешней энергии и за год вырабатывает столько же энергии, сколько и потребляет. В этом одноэтажном доме имеются три спальные комнаты и два санузла, а также подвал и гараж. Объект подключен к городской электросети, хотя в периоды спада нагрузок, автономная система электроснабжения дома позволяет вырабатывать больше энергии, чем он потребляет. В качестве собственных автономных источников электроэнергии применены солнечные батареи.

Компания, реализовавшая проект, при постройке дома использует системы очистки воздуха HVAC, виниловые окна, а также высококачественные изоляционные материалы. Под фундаментом размещены специальные нагревательные системы, помогающие поддерживать постоянную температуру в жилище. Один из владельцев компании с уверенностью прогнозирует, что в будущем будут построены целые кварталы таких жилищ, которые будут окружены зелеными насаждениями. Сточные воды от этих домов будут поступать в специальные водоемы, где они будут подвергаться очистке, а затем использоваться для орошения деревьев. Система орошения также будет работать от солнечных батарей.

В США, Швеции, Германии, Японии и других странах давно строятся комфортабельные дома с низким и нулевым потреблением энергии, имеющие не только автономное электроснабжение, но и замкнутые системы утилизации бытовых отходов. В Стокгольме более 20 лет успешно эксплуатируется комфортабельный дом с бассейном и большим зимним садом, этот дом не имеет не только канализации, но и водопровода. В Польше, Финляндии, Германии построено несколько тысяч домов с системами солнечного отопления и аккумулирования тепла, при строительстве которых применены новые строительные материалы, оборудованные технологичными системами теплообеспечения и утилизацией отходов жизнедеятельности. Стоимость этих домов сравнима со стоимостью обычных домов.

Технология строительства домов с низким или нулевым потреблением тепла применима для любых климатических зон.

В Вашингтоне раз в 2 года проводится Солнечное Десятиборье (The Solar Decathlon), соревнование по эко-дизайну и эко-архитектуре среди университетов, которые представляют наиболее энергоэффективные «солнечные» дома. В 2005 году второе место занял проект студентов из Корнуэлла, отличавшийся продуманностью и завершенностью деталей. Это вдохновило студентов открыть свой бизнес по производству энергопассивных экодомов.

На сегодняшний день имеется опыт успешных продаж экодомов, компания бывших студентов Independence Energy Homes получает все больше и больше заказов, благодаря главному достоинству – экономичности. В результате применения современных энергосберегающих технологий удалось создать дом, обладающий, по мнению владельцев компании, наилучшими качественными характеристиками среди подобных проектов. Автономная система электро- и теплоснабжения состоит из фотоэлектрических панелей и солнечных нагревателей которые смонтированы на крыше.Благодаря этому дом площадью около 90 м2 производит гораздо больше энергии, чем потребляет панелей на крыше генерируют 6000 W электроэнергии в день, что более чем достаточно для небольшого дома, чье энергопотребление минимально. Снижение потерь достигнуто с помощью тщательной теплоизоляции, эффективных систем обогрева, охлаждения и водоснабжения, управляемых электроникой.

В качестве теплоизоляции применены структурно изолированные панели, наполненные пенополистиролом, которые обеспечивают высокий коэффициент температурного сопротивления.

Особенностью конструкции серийного энергопассивного дома американской фирмы является расположение инженерных систем в средней части дома.

Теплоноситель системы отопления нагревается под воздействием солнечной радиации, причем солнечные нагреватели на вакуумных трубках, использованные инженерами в проекте, имеют высокий коэффициент полезного действия даже при рассеянном свете в облачную погоду. Горячий теплоноситель поступает в систему отопления дома и снабжает горячей водой для бытовых нужд. Использованная вода из стиральной машины, стоки из раковины и душа и собранная дождевая вода фильтруются и сохраняются в баке под зданием и в дальнейшем используются для полива растений на участке. На этом разработчики не остановились. В доме предусмотрена возможность зарядки от солнечных батарей даже электромобиля.

Перспективы в России

Сегодня большинство зданий в России имеют низкую энергоэффективность, уступая стандартным европейским параметрам для строительства обычных домов, не говоря уже об энергопассивных. Как ни странно, но в более теплой Германии применяются гораздо более жесткие нормы по теплоизоляции помещений. Так, например, удельный годовой расход тепла для обычного немецкого дома составляет не более 300 кВт ч/м3 в год,в то время как в России – 400-600 кВт ч/м3 в год.
При этом очевидно, что пассивные дома гораздо актуальнее в наших суровых условиях, чем в относительно мягком климате большинства западноевропейских стран. В настоящее время, медленно, но верно ситуация начинает меняться в сторону необходимости повышения энергоэффективности строительных объектов.

Сдерживающим фактором пока еще является сложившееся предубеждение о дороговизне строительства таких домов. Расчеты показывают, что стоимость постройки квадратного метра энергоэффективного дома всего на 8-10% больше средних показателей для обычного здания. Очевидно, что эти дополнительные затраты несущественны по сравнению с дальнейшей внушительной экономией энергоресурсов. В Москве уже построено несколько экспериментальных зданий с использованием технологии пассивного дома.

___________________________________________________________

Энергопассивные дома становятся доступнее с каждым годом, с каждым новым открытием в этой области. Уже и в нашей стране появляются подобные строения. Таким домам не страшны перебои с электричеством или отоплением, а также зимняя погода в Киеве , ведь в любую погоду в энергопассивном доме будет сухо и тепло.

Индивидуальный жилой дом с нулевым потреблением энергии
Настоящий каталог представляет проекты на тему «Индивидуальный жилой дом с нулевым
потреблением энергии для Нижнего Новгорода и Нижегородской области», выполненные бакалаврами
архитектуры на кафедре архитектурного проектирования .

Техническое задание «Индивидуальный жилой дом с нулевым потреблением энергии для Нижнего Новгорода и Нижегородской области» было составлено кафедрой архитектурного проектирования ННГАСУ, утверждено ректором ННГАСУ и согласовано Департаментом градостроительного развития территории Нижегородской области. По заданию предусматривалась разработка объемно-планировочного решения с соблюдением следующих требований:

Площадь участка = 1000 м3 = 10 соток
Этажность - 3 этажа (подвал, 1 этаж, мансарда)
Число членов семьи – 3-4 человека
Общая площадь жилого дома – 80-100 м2
На участке предусмотреть гараж на 1 автомобиль
Стены и перегородки – клееный брус, калиброванное бревно, деревянные щиты

В проекте необходимо использовать новации в области энергосбережения: новые деревянные конструкции, оригинальную систему снегоочистки, уникальную ветроустановку, современные системы вентиляции.

Деревянный жилой дом в аспекте энергосбережения.
Пассивный дом является ведущим мировым стандартом в энергоэффективном строительстве. Сохранение энергии достигает 80% по сравнению с обычными новыми зданиями. Концепция «Пассивного Дома» была разработана в 1988-м году профессором Бо Адамсоном в Университете Лунда, Швеция. Идея заключается в создании такого здания, которое могло бы поддерживать комфортные для человека условия сколь угодно долго без подводки энергии со стороны. Это – пример замкнутой системы, не требующей стороннего вмешательства для своего существования, которая базируется на следующих принципах:

Снижение теплопотерь (достигается за счет минимальной площади внешней поверхности здания; использования специальных материалов для несущих и ограждающих конструкций здания, отделочных материалов с низким коэффициентом теплопроводности, светодиодов в качестве приборов освещения).
Использование альтернативных источников энергии, светодиодов в качестве осветительных приборов, таймеров – для экономии электроэнергии.

В проектах бакалавров архитектуры ННГАСУ помимо соответствующих объемно-планировочных решений применяется ряд новаторских подходов:

Новые деревянные конструкции
Система снегоочистки
Уникальная ветроустановка
Современные системы вентиляции и т.д.

Конструктивные и архитектурные особенности малоэтажного энергоэффективного здания предполагают устройство скатной или плоской кровли с минимальным уклоном для стока атмосферных вод. Кровля, как известно, служит накопителем снежных осадков и, следовательно, создания больших нагрузок на несущие элементы и саму кровлю. Существующий способ удаления снежного покрова с крыш зданий с помощью использования электрических кабелей требует больших затрат электроэнергии. В связи с этим был разработан на уровне рабочих эскизов менее энергоемкий способ, сущность которого состоит в следующем. На поверхности кровли параллельно длинной стороне здания закрепляют перфорированные трубопроводы диаметром 25-30 мм. Трубопроводы соединяют с побудительным устройством, в качестве которого используют компрессор мощностью 2-3 кВт или газовый баллон с нейтральным газом-азотом. Сжатый воздух или газ подают в трубопровод под давлением 0,5-1,0 атм. Удаление снега происходит в течение 15-20 секунд.

Внутри продуваемой крыши на теплозвукоизоляционном перекрытии предполагается размещение ветрогенератора вертикального типа. Крыша здания выполнена в виде несущих вертикальных перегородок (возможно из поликарбоната), которые размещены в плане в радиальном направлении под острым углом к диаметральным осям покрытия. В плоскости кровли может быть помещен солнечный водонагреватель из стальных труб, окрашенных в черный цвет, либо - солнечные панели. Вертикальные перегородки в плане образуют каналы переменного сечения, которые позволяют увеличить скорость и давление воздуха в центральной зоне крыши более чем в 2,5 раза и соответственно увеличить угловую скорость ветрогенератора. Таким образом, дом, благодаря своим конструктивным и архитектурным особенностям, позволяет одновременно улавливать, усиливать и концентрировать как горизонтальные, так и вертикальные потоки воздуха. При сверхвысоких скоростях ветра в свесах крыши автоматически открываются окна. В результате использования данного решения здание начинает вырабатывать электроэнергию при скорости ветра 1,5-2,0 м/с. Количество дней в году с такой скоростью ветра составляет 75-80% для Нижегородской области. При скорости ветра менее 1,5м/с, когда здание не вырабатывает энергию, автоматически включается резервный источник энергии – электрогенератор. В ночное время суток избыточное количество электроэнергии поступает в центральную систему электроснабжения.

Для снижения теплопотерь в проектах применена приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла. Основное отличие системы от стандартных в том, что воздух поступает в здание не через вентиляционный вход, а из подземного воздухопровода. Таким же образом он выходит наружу. Основной принцип действия в том, что подземный воздухопровод оснащен рекуператором (грунтовым теплообменником), который предварительно нагревает воздух. Нагретый поток отдает свое тепло холодному и регулирует общую температуру. Это позволяет до 90% повысить эффективность вентиляционной системы, работающей с учетом выработки внутреннего тепла. Последнее вырабатывается в значительном количестве, к примеру, от компьютеров, тепла людей, осветительных и различных электрических приборов.

Концепция запроектированных студентами индивидуальных деревянных жилых домов для Нижнего Новгорода демонстрирует комплексный подход к экономичности, высокому качеству и безопасному для здоровья строительству.

Представленная модель дома может трансформироваться. В зависимости от численного состава семьи и потребностей людей может быть индивидуальным домом, домом на две семьи, есть также возможность блокировки модулей. Идея заключается в создании такого здания, которое могло бы поддерживать комфортные для проживания условия без подводки энергии со стороны. Жилой дом выполнен из дерева с использованием энергосберегающих и экологически чистых технологий. Дом снабжается теплом «пассивно», т.е. только с использованием внутренних источников тепла, получаемых путем генерирования энергии ветра, солнца и переработки биологических отходов.

Индивидуальный жилой дом спроектирован для Нижнего Новгорода. В нем нашли воплощение новации в области энергоэффективного проектирования и строительства: уникальная ветроустановка, современная система вентиляции, система снегоочистки, новые деревянные конструкции и прочие. Дом рассчитан на семью из 4 человек. планировочное решение дома принималось в соответствии с ориентацией дома по сторонам света: гостиная, кухня-столовая, детские обращены на юг и имеют большие остекленные плоскости, на север выходит тамбур, гараж, гардероб и лоджия второго этажа.

Жилой дом расположен в ранее запроектированном квартале Нижнего Новгорода, отведенном под индивидуальную застройку. Рассчитан на семью из четырех человек, имеет три спальни и гараж на два автомобиля. Единый объем общей зоны первого этажа (гостиная и кухня-столовая) «перетекает» в пространство улицы через просторную террасу, выходящую на юг. Северная сторона защищена от негативного воздействия буферной зоной в виде лестницы, заключенной между стеклянной и несущей теплой стеной.

Проекты застроек и реконструкций жилого квартала

Проект застройки квартала в границах улиц Артельной, Агрономической, Саврасова и Артельного проезда (Замятина Н.Е.)
Проект реконструкции квартала в границах улиц Артельной, Артельный проезд, Агрономической, Саврасова (Филюшкин И.)

Представьте, как было бы хорошо, если бы наши дома давали нам тепло и свет без постоянных затрат и без подключения к внешним источникам. Увы, нормальное функционирование любого традиционного жилья постоянно требует подключения к сети. Мало того, изрядная часть энергии просто пропадает впустую.

Гораздо привлекательнее выглядит концепция нулевого дома - жилья, не потребляющего энергию извне, но при этом о беспечивающего своих жильцов теплом и светом. Сберегаются и природа, и средства владельцев. В основе реализации нулевого дома лежит несколько важных составляющих.

Во-первых, архитектура. Нулевой дом изначально проектируется так, чтобы уменьшить потери тепла, достичь естественной вентиляции, освещенности и так далее.

Во-вторых, материалы и оборудование. Нулевой дом не топит улицу и не подсвечивает ночное небо, равно как и безлюдные коридоры. Сама его конструкция исключает ненужные теплопотери, а для освещения самые эффективные светильники включаются только там и тогда, где и когда это необходимо.

В-третьих, нулевой дом получает необходимое тепло и электричество автономно и из возобновляемых источников, обычно солнечных. Но это - только в идеальном случае.

Хотя уже сейчас нулевой дом, в принципе, можно построить, практически он останется дорогой технической диковиной, концепт-хаусом. А до практического массового перехода на нулевые дома придется подождать несколько десятилетий. Как минимум.

Впрочем, уже сейчас позаботиться об экономии энергии (и, естественно, своих денег) может владелец любого жилья. Как говорится, если нельзя все и сразу, можно частями и постепенно. Причем успешно беречь энергию могут не только сложные системы типа «умный дом», дающие, кстати, до 30% экономии при правильном проектировании и профессиональном монтаже.

1. Энергосберегающие стены

Современная отрасль производства строительных материалов предлагает массу вариантов для постройки жилых домов и общественных зданий. В связи с этим становится довольно сложно выбрать материалы для будущего дома, вдобавок к этому он должен отвечать всем запросам заказчика.

Сегодня благодаря компании «Алвикс» на рынке строительных услуг появился экологически безопасный терриконоблок, обладающий высокими физико-техническими характеристиками (морозостойкостью и долговечностью), изготовленный из горелых пород методом полусухого вибропрессования. Терриконовый блок отлично сберегает тепло в доме благодаря своей пористой структуре. Он легок по весу и технологичен в работе. И кроме того, относительно недорог.

В Приморье довольно много загородных коттеджей построены из блоков компании «Алвикс», что говорит о качестве данной продукции. Если вы хотите жить за городом в комфортном, а главное теплом коттедже, не задумывайтесь, остановите выбор на этом материале.

2. Электроснабжение

Энергосберегающие устройства для освещения

Осветительная нагрузка, по статистике, составляет около 30% от общего энергопотребления в доме. Снижение уровня потребления электроэнергии в системах освещения позволит существенно экономить на платежах за электроэнергию. Достигнуть этого можно с использованием современных энергосберегающих систем освещения.

Светильник с датчиком движения, автоматически включается только при появлении человека или автомобиля и автоматически выключается через заданное время. Сам по себе датчик движения работает и в тёмное время суток и, как правило, рекомендуется для установки в местах временного пребывания людей, например в вестибюлях, коридорах.

Звуковой патрон включает свет при подаче звука (шаги, звук открываемой двери) и выключается через 40 секунд. Это устройство рекомендуется применять для экономии электроэнергии на лестничных площадках.

Преимущества энергосберегающих и диодных ламп заключаются в малом энергопотреблении. Такие лампы не нагреваются, служат до 50 000 часов, а это несколько лет непрерывной работы, и имеют высокую световую отдачу.

Фотореле - устройство, автоматически включающее свет с наступлением темноты и выключающее на рассвете.

Для включения и выключения устройств по заданному времени используются таймеры. Зачастую таймер используется на лестничных клетках для автоматического отключения света через 5 минут после его включения.

Существуют специальные таймеры для санузлов, которые включают вентилятор через 30 секунд после включения освещения и выключают через 5 мин. после выключения света.

Солнечные модули

Многие не знают, что Альберт Эйнштейн в свое время получил Нобелевскую премию не за создание теории относительности, а именно за открытие явления фотоэффекта - возникновения электрического тока в неоднородных полупроводниках при падении на них солнечного света.

Именно благодаря фотоэффекту работают солнечные фотоэлектрические установки (СФЭУ), так называемые солнечные батареи, преобразующие свет в электричество.

Поскольку лучше всего фотоэлектрические панели действуют, установленные перпендикулярно падающим солнечным лучам, самым простым и эффективным решением будет разместить солнечные батареи на крыше дома. Идеальным вариантом является скат крыши, направленный на юг с углом наклона к горизонту, равным широте расположения дома.

Ежедневно в ясную погоду на каждый м2 поверхности Земли поступает 1000 Вт солнечной энергии. Современные модели СФЭУ, обладая КПД 15%, способны выдать 150 Вт с м2 своей поверхности. С использованием дополнительных аккумуляторов, электроснабжение «от солнца» способно частично покрыть нужды автономного потребителя.

Правильно подобранное в зависимости от климатических особенностей и потребностей в электроэнергии количество модулей гарантирует экономичность и надежность такой системы. Срок службы СФЭУ находится в диапазоне от 15 до 25 лет.

Преимущества СФЭУ:

экологичность
простота в обслуживании
автономность работы
отсутствие движущихся частей - бесшумность работы
значительный срок службы

Автономный комплект «Пасека»

Комплектация:

солнечная панель 120 Вт,
инвертор 12 В,
аккумулятор 12 В/500 Вт,
контроллер 10 А.

Рассчитан на электропитание холодильника 70 Вт, телевизора 25 Вт, радиоприемника, энергосберегающих ламп до 35 Вт.
Цена 35 500 руб.

Система умный дом

Кардинально уменьшить энергопотребление возможно, используя современные инновационные подходы для управления инженерными системами дома и электроприборами. Квинтэссенцией такого подхода являются сегодня системы типа «Умный дом».

«Умный дом» это система электронного централизованного контроля энергопотребления дома. «Умный дом» объединяет освещение, отопление, электроснабжение и систему безопасности. Это позволяет не только полностью контролировать расход энергии, но и обеспечивать безопасное функционирование всего дома. Система организует экономное использование энергии в соответствии с заданными параметрами, а также позволяет, в случае необходимости, свести энергопотребление к минимуму, включая спящий режим.

С помощью «Умного дома» возможно самостоятельно установить необходимые температуру и влажность в любом помещении дома. При отсутствии людей, система поддерживает внутренний микроклимат дома в заданном режиме. Система контроля имеет визуальную панель управления. Имеется возможность управления умной системой дома с мобильного телефона или через интернет.

Результаты применения системы Умный дом:

экономия электроэнергии
поддержание комфортного микроклимата в доме
безопасность собственного дома

3. Использование энергии солнца

Но, как ни экономь электричество (да и тепло тоже), где-то необходимо его брать. Лучше всего - в неисчерпаемом бесплатном источнике. И такой источник - Солнце.

Увы, пока что полностью солнечное энергообеспечение дома - слишком дорогое удовольствие. Самым дорогим и громоздким элементом таких систем оказываются аккумуляторы. Тем не менее энергия солнца уже сейчас может служить надежным подспорьем в любом доме.

Лучший на сегодня способ ее использования - горячее водоснабжение, когда солнце нагревает воду в специальных коллекторах, уверены специалисты компании «Энержи Сан».

Почему именно горячая вода, а не отопление? Все дело в расходах на установку и сроках окупаемости систем.

Чтобы провести в коттедж площадью 200 м2 горячую воду, достаточно поставить 2-4 солнечных коллектора, и затраты окупятся всего года за 3-4. Дальше чистая экономия на горячей воде может составить до 1000 рублей на человека в месяц.

Устройство же полноценного отпления потребует установки в 5 раз большего количества коллекторов, а срок окупаемости системы окажется не менее 10 лет. Впрочем, если найти способ использовать по делу излишки горячей воды летом и в межсезонье, срок окупаемости солнечного тополения снижается в два раза.

Перегрев коллекторов предупреждается системой сброса лишнего тепла. Избыток энергии может быть использован, например, для просушки подвала или подогрева бассейна. Практически тепловые солнечные коллекторы полностью автоматизированы и позволяют контролировать климат в помещении, экономя энергию и снижая затраты. Срок службы самого коллектора - не менее 20 лет. Коллекторы изготовлены из меди, аллюминия и нержавеющей стали - ломаться в них просто нечему.

Кстати, горячая вода от солнца доступна не только хозяевам отдельных домов.

Крыши многоэтажек прекрасно подходят для установки солнечных коллекторов. А на южной стороне дома можно разместить коллекторы на балконе или лоджии.

Вчерашние технические диковинки сегодня активно входят в жизнь приморцев.

По данным компании «Энержи Сан», в текущем году только во Владивостоке и его пригородах каждый месяц начинают работу несколько индивидуальных энергетических установок на солнечной энергии.
С учетом перспектив малоэтажной застройки городов и поселков края использование таких установок будет значительно возрастать.

4. Утепление фасада

Порой приморские зимы настолько суровы, что невольно задумываешься об утеплении коттеджа. К счастью, технологии в отделке развиваются довольно стремительно, и теперь у горожан появилась возможность утеплить свой коттедж качественно и не прибегая к большим финансовым затратам.

Во Владивостоке компания «Калита-ВЛ» предлагает к продаже уникальные фасады Nichiha, которые собираются из отдельных фиброцементных панелей. Уникальны они своим свойством долго хранить тепло, что обеспечивает отличную теплоизоляцию в доме. Путем различных опытов было доказано, что панель Nichiha оказалась морозоустойчивее кирпича в 3 раза!!!

Благодаря этому в доме сохраняется на 30% больше тепла, что позволяет сэкономить на сокращении расхода топлива и электроэнергии для отопления коттеджа. Разве не об этом вы мечтаете? К тому же панели Nichiha не просто прочнее и долговечнее кирпича, они дают возможность сделать коттедж настолько красивым, насколько вы этого хотите.

Материал, из которого они сделаны, позволяет воплотить любой дизайнерский замысел в жизнь, потому как цветовая гамма панелей Nichiha насчитывает более 500 фактур и различных цветовых решений, все они имитируют натуральные природные материалы. Так что, если вы желаете не только теплый, но и красивый загородный дом, то без панелей компании «Калита-ВЛ» вам просто не обойтись.

Ставшее в последнее время расхожим выражение "Энергоэффективный дом" в России пока не имеет конкретного определения. Законом "Об энергосбережении..." предписывается определять класс энергоэффективности многоквартирных жилых домов и информацию о классе энергоэффективности вывешивать на фасаде дома. До 1 мая 2010 г. Министерство регионального развития России должно определиться с классами энергоэффективности домов. Главный критерий энергоэффективности для жилых домов, используемый сегодня в мире - это значение удельного энергопотребления дома, необходимого для обеспечения комфортных условий проживания. Комфортные условия проживания - это не менее 18 градусов по Цельсию и нормальная влажность.

До сих пор теплоэффективность зданий определялась исходя из уровня тепловой энергии, которую необходимо подвести для отопления 1 кв.м. площади здания. Для различных типовых проектов зданий этот показатель, естественно, различается. Для обеспечения тепловой защиты зданий СНиП II-3-79 (скачать как архив ZIP) был оговорен график достижения тепловой эффективности. В среднем для России в сравнении с ФРГ это выглядело так:

В 2003 г. СНИиП II-3-79 был отменен, вышедший в замен его СНиП 23-03-2003 (скачать как архив ZIP) ввел градацию зданий по теплоэффективности с привязкой к проектному уровню. Введено 5 классов по отклонению от нормы А,В,C,D,E. Нормальный класс - С. Если дом по состоянию энергоэффективности на 50% лучше этого класса, т.е. с коэффициентом 1,5, то это класс А, если на 76% и более хуже, т.е. с коэфициентом более 1,76, то это класс Е.

Как видно из приведенных примеров, уровень требований к тепловому сопротивлению конструкций в России существенно ниже требований, предъявляемых в странах Евросоюза с похожими на наши климатическими условиями. Например в Финляндии уже обеспечивается уровень требований 17 Вт.ч/(м 2 . o C.сут), что в 4-5 раз лучше обеспечиваемых у нас требований.

Параметр Вт.ч/(м 2 . o C.сут) универсального применения и предназначен для расчета мощности отопительных систем домов и относительной оценки качества зданий в сходных климатических условиях. Для потребителя более понятна конечная информация о необходимой мощности для отопления помещения. Для этого, в качестве справочного параметра, можно использовать данные приведенные в таблице, заменив значение Вт.ч/(м 2 . o C.сут) на значение Вт/кв. метр. Для климатической зоны средней Европы и центральной России такой подход уместен, хотя и приблизителен.

Общие требования к пассивному дому

В настоящее время в Европе уровень энергоэффективности, на который сориентировано строительство и реконструкция домов, соответствует понятию "пассивный дом". Это такой дом, удельный расход тепловой энергии на отопление у которого не должен превышать 15 кВт∙ч/(м 2 год). Это приблизительно соответствует расчетной мощности подогрева 7-10 Вт на квадратный метр, что составляет 10% от уровня расчетной мощности отопительных систем обычных домов. Общее потребление первичной энергии для всех бытовых нужд (отопление, горячая вода и электрическая энергия), не должно превышать 120 кВт∙ч/(м 2 год). На практике это означает, что такой дом можно дополнительно не отапливать, все необходимое тепло может быть обеспечено за счет жизнедеятельности человека.

Пассивные дома - уже не единичное явление в Европе. Таких домов зарегистрировано более 4000. В основном это небольшие жилые дома коттеджного типа. Но среди них есть и немало немало многоквартирных домов на 4-10 квартир.

Расчеты показывают: чтобы сделать дом "пассивным", необходимо снизить тепловые потери дома на 90%. Для этого необходимо обеспечить ряд требований к тепловой защите здания и некоторым элементам конструкции:

Тепловое сопротивление наружных стен, кровли, пола первого этажа.	R0 ≥ 6,7 (м2 о C)/Вт
Тепловое сопротивление остекления	R0 ≥1,4 (м2 о C)/Вт
Тепловое сопротивление оконного профиля	R0 ≥ 1,25 (м2 о C)/Вт
Тепловое сопротивление установленного в стену окна. Примерно такие же требования к входным дверям.	R0 ≥ 1,2 (м2 о C)/Вт
В конструкции дома должны быть максимально исключены тепловые мосты.
Высокий КПД рекуператора в системе вентиляции (исходящий воздух отдает тепло входящему свежему воздуху).	КПД более 75%, лучше более 80%.
Кратность воздухообмена при разности давлений 50 Па наружного и внутреннего воздуха.	n50 ≤ 0,6 ч-1.

Конструктивно дом должен быть не только хорошо утеплен и герметизирован. Дом в большей степени должен быть остеклен с южной стороны и представлять из себя "тепловую ловушку".

Если сравнить возможности по сохранению тепла обычного добротного кирпичного дома с толщиной стен в 2 кирпича и "пассивного дома", то при внешней температуре -26 градусов мороза и отключении источников тепла температура в обычном доме за сутки снизится до +2-3 градусов, в пассивном доме до + 16 градусов по Цельсию. Поэтому так и получается, что даже в сильный мороз за счет тепла от приготовления пищи, работы бытовой техники и освещения в доме поддерживается нормальный микроклимат.

Как построить пассивный дом?

Как уже отмечалось, пассивный дом - это отличная теплоизоляция, герметичность, возврат тепла вытяжной вентиляции в дом с притоком свежего воздуха, энергоэффективная бытовая техника.

Для того, что бы определиться с необходимыми конструктивными решениями, нужно составить энергетический баланс дома. Обычно приход-расход тепла имеет следующий вид:

Из приведенных данных видно, что около 70% утечек тепла приходится на конструкцию здания, 30% - на результат жизнедеятельности человека: вентиляцию и стоки. Значит основное внимание необходимо уделять теплоизоляции.

Повышение теплового сопротивления ограждающих конструкций и сокращение утечек тепла

В понятие ограждающих конструкций входят стены, крыша, окна, входные двери, пол первого этажа, фундамент.

Приведем основные принципы, которые должны соблюдаться при повышении теплового сопротивления ограждающих конструкций:

Разделение функций строительных материалов в конструкциях. Конструкционные и крепежные элементы должны обеспечивать прочность, утеплители должны обеспечивать тепловую изоляцию, декоративно-отделочные материалы - внешний вид. При таком подходе удается сократить количество "тепловых мостов", по которым тепло из дома может выходить наружу.
Теплоизоляция должна располагаться равномерно и непрерывно по всему контуру здания.
Мостики холода должны максимально исключаться и при необходимости иметь дополнительную теплоизоляцию.
По всему контуру здания должна быть проложена воздухонепроницаемая оболочка, обеспечивающая герметизацию здания.

Бытует мнение, что стоимость дополнительной теплоизоляции значительно увеличивает стоимость строительства. Это неправда. При реализации вышеизложенных принципов стоимость кирпичной стены, обеспечивающей необходимое тепловое сопротивление в несколько раз выше каркасной стены с облицовкой. Это видно из сопоставления толщин стен различных конструкций одинаковой теплопроводности, обеспечивающих тепловое ограждение для разницы температур -26 градусов снаружи, +18 градусов внутри:

теплоизолированная каркасная конструкция с облицовкой кирпичом - 290 мм;
деревянный брус - 360 мм;
монолитная кирпичная стена - 1290 мм.

Наиболее проблемные места для теплозащиты здания:

места сочленения крыши и стен;
места примыкания перекрытий и стен;
контуры установки оконных коробок и примыкания фрамуг;
места примыкания стен к фундаменту.

Как правило, места примыкания стараются делать с применением термовкладок из конструкционных материалов с низкой теплопроводностью. Например, блоки из ячеистого бетона, специальных видов кирпича и т.д. Места сочленений дополнительно герметизируют различными видами герметиков, пластичными строительными растворами.

Теплопотери через фундамент сокращают:

теплоизоляцией фундамента снаружи по всей высоте;
установкой горизонтальной наружной теплоизоляции по периметру дома у нижней кромки опоры фундамента;
установкой фундаментных блоков на песчанную подушку;
применением схемы укладки плиты первого этажа на грунт через сэндвич: песчанная подушка, гидроизоляция, толстый утеплитель;
фундаментные блоки над поверхностью должны иметь теплоизоляцию снаружи и изнутри.

При такой схеме зона промерзания грунта будет находиться на значительном расстоянии от дома и утечки тепла через подпол будут несущественны. Аналогичным образом решаются проблемы сокращения теплопотерь при обустройстве подземных помещений.

Энергосберегающие окна

Обязательный элемент пассивного дома - окна с высоким тепловым сопротивлением R0 не менее 1,2 (м2 о C)/Вт. Таким требованиям отвечают следующие технические решения:

стеклопакет в окне с тройным остеклением и с наполнением стеклопакета инертным газом;
стекла в окне должны иметь низкоэмиссионное покрытие с внутренних сторон межстекольного пространства, снижающее теплообмен внутри стеклопакета;
профиль окна должен иметь высокое тепловое сопротивление. Таким требованиям отвечает часть профилей ПХВ, специально обработанные деревянные профили;
при установке оконного блока должна быть обеспечена герметичность стыка с конструктивными элементами здания. Элементы крепления оконного блока не должны создавать тепловых мостов;
при установке окна используются вспомогательные материалы для монтажа окон без тепловых мостов и материалы, обеспечивающие герметичность.

Энергосберегающие двери

Внешние двери должны быть теплоизолированы. При входе в дом должен быть тепловой тамбур и вторая дверь. Требования к уплотнению притвора дверей и стыка дверной коробки с конструктивными элементами здания такие же, как для окон.
Пример конструктивного исполнения дверного полотна для пассивного дома:Дверное полотно состоит из теплоизоляционного слоя из пробки толщиной 64 мм. Этот слой обшит с двух сторон березовой фанерой толщиной 12 мм. В теплоизоляционном слое расположены поперечные прокладки из фанеры через каждые 25 см. Площадь прокладок из фанеры составляет только 5% от общей площади, их толщина составляет 12,5 мм. Наружный слой состоит из шпона толщиной 1,4 мм, фанеры из бука толщиной 4 мм и алюминиевой пластины толщиной 1,2 мм в качестве паронепроницаемого слоя, приклеенной с помощью фенольного клея. Общая толщина двери составляет 100 мм.

Энергосберегающая вентиляция

В пассивных домах не применяется вентиляция посредством открывания форточек. Это крайне расточительно с точки зрения теплопотерь и неэффективно с позиции удаления загрязненного воздуха. Для того, что бы обеспечить необходимую для здоровья активность обмена воздуха при помощи окон нужно открывать их полностью на 10-15 минут каждые 3 часа. Приточно-вытяжная вентиляция в пассивном доме организована следующим образом:

воздух из кухни, ванной, туалета не участвует в рециркуляции и удаляется из помещений наружу;
в жилые помещения подается только чистый воздух;
отводимый из дома (из кухни и санузла) воздух проходит через теплообменник (рекуператор) и нагревает поступающий в помещения воздух. Эффективность современных рекуператоров 75-95%. Возможно применение специальных электродвигателей с высоким КПД в вентиляции. Затраты энергии на работу двигателя в 8-15 раз меньше сберегаемого с его помощью тепла;
часто для предварительного подогрева наружный воздух предварительно пропускают через грунт под домом. Тепло грунта подогревает воздух и обеспечивает более эффективную работу теплообменника - рекуператора;
чистый воздух сначала поступает в жилые помещения. Из жилых помещений в коридоры и лестничные переходы, затем в кухню, туалет, ванную. Такая схема обеспечивает поддержание в помещении необходимой влажности и надежное удаление загрязненного воздуха.

Дом пассивный. А что дальше?

В общем смысле основная задача пассивного дома - обеспечение тепловой эффективности, достаточной для отказа от дополнительного отопления. Но в концепции энергоэффективного дома ограничено общее потребление энергии, тепла, горячей и холодной воды, газа из сторонних источников уровнем 120 кВт∙ч/(м 2 год). Реальное совокупное энергопотребление среднего дома со средней семьей в несколько раз превышает указанную цифру. То есть энергосбережение во всех точках приложения энергии - необходимое условие для отнесения жилища к этой категории.

Что заставляет людей стремиться к самограничению? Конечно, очень высокие цены на коммунальные услуги и энергоносители. Но в не меньшей степени и новая философия жизни, в которой нет снижения уровня комфорта, но есть желание жить в гармонии с внешней средой, не нанося ей ущерб. Современные технологии предоставляют для этого необходимые возможности:

применение солнечных коллекторов позволяет полностью отказаться от использования газа и электрической энергии для подогрева воды и помещения;
применение солнечных батарей и ветрогенераторов совместно с аккумуляторными батареями позволяет полностью отказаться от электроснабжения;
применение контроллеров для управления электрическими устройствами и системой теплообеспечения позволяет оптимизировать микроклимат в помещении, согласовать работу устройств с наличием людей в доме;
применение функционально насыщенной экономичной бытовой техники;
возможность использования тепловых насосов для исключения сброса тепла и использования аккумулированной тепловой энергии;
возможность использования биогаза, полученного при брожении и газогенерации взамен магистрального природного газа.

Этот перечень можно существенно продолжить. В настоящее время мы, в основном, используем запасенную энергию Земли и крайне мало используем энергию из возобновляемых источников энергии моря, рек, водоемов, солнца, ветра.

Пассивные дома совсем недавно казались малопонятной экзотикой. Сегодня это вполне достижимая реальность, предмет для широкого внедрения и преференций со стороны государства.

Умные энергонезависимые дома пока тоже экзотика. Но количество таких домов увеличивается, технологии настраиваются на предложение доступных по цене и качеству устройств и материалов для обеспечения такого строительства. Во Франции несколько лет функционирует 10 этажное офисное здание с энергоснабжением от солнечных батарей. Количество вырабатываемой энергии превышает собственные нужды здания. В Китае открывается самое большое в мире здание общей площадью 75 тысяч квадратных метров с энергоснабжением от солнечных батарей. Значит появится опыт эксплуатации, стандарты исполнения и доступные цены. Это всего лишь вопрос времени. Такое строительство уже не дань моде и не эксперименты. Высокие цены на энергию и энергоносители делают выгодными вложения в энергонезависимые объекты.