Расчеты, выполненные нашими экспертами, показали, что значение энергопотребления в современном доме составляет 160 кВт*ч. на один квадратный метр жилой площади.
Основной причиной является показатель компактности дома А/V — соотношение площади наружных стен к кубатуре дома, которое в энергосберегающих домах должно быть минимальным и значительные теплопотери на вентиляцию.
Энергосберегающим частным домом считаются объекты, сезонная потребность которых в тепловой энергии для обогрева не превышает 70 кВт*ч.. Чтобы добиться такого показателя энергопотребления, нужно применить комплексные строительные и инженерные решения.
В серии проектов современных энергосберегающих домов применены комплексные конструктивные решения, а также использованы современные решения системы вентиляции, центрального отопления и горячего водоснабжения .
В энергосберегающих технологиях важно уменьшить утечку тепла через вентиляцию в домах, возведенных в строгом соответствии с нормамию. Применение принудительной вентиляции с рекуперацией тепла, подача приточного воздуха через грунтовый теплообменник и обеспечение герметичности здания позволяют снизить теплопотери почти на 80%;
- окна и наружные двери- обычно утечка тепла через них составляет 20-25%. Ограничение таких потерь экономически невыгод но, учитывая высокую цену энергосберегающих окон, поэтому изменения были внесены в незначительной степени;
- наружные стены- обычно через них теряется 15-20% тепла. За счет увеличения толщины наружной теплоизоляции удалось сократить теплопотери почти на 40%;
- крышу- теплопотери через нее составляют до 10-15%. Благодаря увеличению толщины теплоизоляционного слоя утечки тепла уменьшились на 35%;
- пол — на грунте потери тепла через эту конструкцию составляют 5-10%. Увеличение толщины слоя теплоизоляции позволило уменьшить их почти на 35%;
- мостики холода они являются причиной почти 5% всех тепло потерь. За счет применения конструктивных решений, в которых отсутствуют мостики холода, потери тепла уменьшились более чем на 50%.
В результате введенных изменений сезонная потребность в тепловой энергии, используемой для отопления домов, снизилась почти на 50%. Это повлияло на снижение потребности в расчетной мощности отопления.
После введенных изменений она уменьшилась на 50%, так как вместе с модернизацией, которая касалась конструкции дома, бы ли выполнены проектные работы по адаптации отопительной системы к новым энергетическим потребностям дома.
Были также проведены работы по модернизации системы подготовки горячей воды для бытовых нужд. Значительное ограничение потребности в тепловой энергии для отопления привело к тому, что в энергетическом балансе домов важную роль стала играть потребность дома в тепловой энергии для нагрева бытовой горячей воды.
Поэтому были предприняты действия, для минимизации теплопотерь в системе горячего водоснабжения, но при этом не ухудшающие комфорт пользования горячей водой. Система вентиляции Без применения принудительной приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла нельзя достичь стандарта энергосберегающего дома.
Энергосберегающие технологии для дома позволяют значительно ограничить теплопотери на вентиляцию, и в отличие от естественной вентиляции, не зависит от существующих атмосферных условий. Система обеспечивает постоянный приток в дом свежего воздуха и удаление отработанного. Это имеет решающее влияние на комфорт проживания в доме, поскольку постоянный воздухообмен защищает от чрезмерного увеличения концентрации таких загрязнений как углекислый газ, водяной пар, пыль или микробиологические загрязнения, например, споры плесневых грибков. Блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла это главный элемент вентиляционной системы энергосберегающего дома.
Имеющиеся на рынке рекуператоры позволяют получить из удаляемого воздуха от 65 до 95% тепла. Одно временно они разделяют потоки удаляемого и поступаемого воздуха, потребляют мало электрической энергии и тихо работают. Блоки ППВВ, применяемые в энергосберегающих домах, должны иметь КПД рекуперации не менее 70%.
Согласно рекомендациям, вентиляция должна работать круглосуточно. Ее производительность может быть снижена максимум до 60% на протяжении восьми часов в сутки. Это значительно снижает потери тепла на вентиляцию и не приводит к чрезмерному снижению уровня влажности в помещениях.
Грунтовый теплообменник это один из важных элементов вентиляционной системы энергосберегающего дома. Зимой он использует аккумулированное в земле тепло для нагрева наружного воздуха до температуры 23°С. Летом проходящий через грунтовый теплообмен ник воздух охлаждается до 15-20°С. Эффект аналогичен системе кондиционирования. В наиболее простом варианте функцию теплообменника выполняет пластиковая труба диаметром 150-200 мм, длиной 30 – 50 метров , уложенная в земле на глубине 1,5 м.
Загрязненный воздух из кухни и ванной удаляется через размещенные в них вытяжные решетки. Схема циркуляции воздуха проста: свежий воздух сначала по падает в жилые помещения. Затем проходит через промежуточную зону во влажные помещения, в которых воздухообмен должен происходить чаще. Благодаря этому свежий воздух используется оптимально.
Использование котла с закрытой камерой сгорания не освобождает от необходимости сооружения канала естественной вентиляции. Учитывая подключение к газовой сети, это помещение должно иметь независимую, естественную систему вентиляции. Чтобы не было нарушений в работе принудительной и естественной вентиляций, двери между котельной и помещениями в доме должны плотно закрываться.
Комната с камином также требует специального решения — особенно это касается монтажа и безопасной эксплуатации камина. В традиционных домах воздух для сгорания поступает в камин из помещения. Поэтому во время его эксплуатации происходит увеличение притока наружного воздуха. Если естественная вентиляция работает неправильно, то в вытяжных каналах может появиться обратная тяга, что очень опасно.
В кухне во время приготовления пищи воздух загрязняется, поэтому он не должен проникать в остальные части дома и загрязнять вентиляционные каналы. Для этого в кухне предусмотрена дополнительная система фильтрации воздуха. Она состоит из циркуляционного воздухоочистителя, размещенного над местом приготовления пищи, который не подключен к системам принудительной и естественной вентиляции, а также фильтра перед вытяжными решетками. Испарения от плиты очищаются с помощью фильтров, расположенных в корпусе воздухоочистителя.
После удаления неприятных запахов очищенный воз дух возвращается обратно в кухню, а из нее выдувается через решетки принудительной вентиляции. Такие решетки должны быть дополнительно оснащены противожировым фильтром, размещенным в вытяжной решетке.
Теплоизоляция наружных стен
Ограничение утечки тепла через наружные стены заключалось в увеличении толщины слоя теплоизоляции и применении материала с высокими теплоизоляционными характеристиками. Теплоизоляция, помимо уменьшения теплопотерь, приведет также к повышению температуры на внутренней поверхности наружных стен, что благоприятно скажется на комфорте проживания в доме, а также устранит возможность конденсации водяного пара и появления плесени.
В зависимости от используемого вида топлива, экономически обоснованная толщина теплоизоляции наружных стен составляет от 13 см – при отоплении газом, до 31 см., при отоплении с помощью электроэнергии. Эта толщина должна быть сохранена для всех наружных стен дома.
Теплоизоляция крыши
В энергосберегающих домах толщи на теплоизоляции крыши составляет 30 см . При ее выборе руководствуются такими же критериями, как при выборе толщины слоя теплоизоляции наружных стен.
В соответствии с ними толщи на теплоизоляции крыш, перекрытий и совмещенных крыш должна превышать толщину теплоизоляции, которая применяется в наружных стенах. Это различие связано с меньшими затратами для выполнения теплоизоляции крыши, а так же увеличенной утечки тепла через ограждающие конструкции такого типа. Теплоизоляцию крыши следует укладывать в два слоя.
Первый слой размещают между стропилами, а второй под ними. Использование таких энергосберегающих технологий для дома уменьшает риск возникновения мостиков холода, благодаря чему улучшаются теплоизоляционные свойства крыши. Второй слой теплоизоляции должен иметь толщину около 10 см и укладываться без разрывов. Его следует укладывать с разбежкой стыков плит, уложенных в первом слое теплоизоляции.
Теплоизоляция пола на грунте энергосберегающего частного дома
Ограждающая конструкция, в которой больше всего увеличена толщина теплоизоляционного слоя, это пол, устроенный на грунте. В нем толщина теплоизоляции увеличена с 8 см — в стандартных домах, до 20 см — в энергосберегающих.
Принятая толщина теплоизоляции находится на пределе окупаемости, но она имеет свое практическое обоснование. В большинстве строящихся сегодня домов система, обеспечивающая отопление и горячее водоснабжение для бытовых нужд, уложена в слое теплоизоляции пола первого этажа. Из-за небольшой толщины этого слоя трубы, вместо того чтобы размещаться в слое теплоизоляции, укладываются непосредственно на бетонное основание.
Мостики холода энергосберегающего частного дома
Это места, в которых происходит значительно больший теплообмен, чем через обычные ограждающие конструкции. Различают два вида мостиков холода. Первые из них геометрические. Они возникают там, где площадь ограждающей конструкции с наружной стороны отличается от площади ограждающей конструкции с внутренней стороны, например, в углах. Такие мостики существуют во всех домах, даже в пассивных. Другой вид мостиков конструктивный.
Он возникает в местах, где слой теплоизоляции более тонкий, прерван или неоднороден. Такие мостики в энергосберегающих домах следует исключить. Устранение мостиков холода в конструкции здания достигается путем создания непрерывности слоя теплоизоляции во внешних ограждающих конструкциях и на их соединениях.
В энергосберегающих домах это удалось реализовать почти везде. Единственным местом, в котором нельзя обеспечить сплошной слой теплоизоляции, это фундаментные стены. В них негативные эффекты наличия мостиков холода нивелируются за счет увеличении толщины тепло изоляции стен фундамента. Это предотвращает проникновение холода под пол в доме и влияет на увеличение температуры существующего под ним грунта.
Окна и двери
Существует множество способов ограничения утечки тепла через окна и двери. Важнейшим является применение оконной и дверной столярки с повышенными теплоизоляционными характеристиками, уменьшение размера окон, их со ответствующее размещение относительно сторон света, а также установка ставней и жалюзи. Было решено остановиться на первом способе, поскольку другие связаны со значительным вмешательством в архитектуру здания, а этого старались избежать.
На рынке представлены разные типы энергосберегающих окон: из древесины, пластика и алюминия. В этих окнах стеклопакеты имеют два или три стекла, при этом зазор между стеклами, имеющий ширину более десяти миллиметров, заполнен сухим воздухом или инертным газом. К сожалению, замена обычных окон на энергосберегающие стоит недешево. Поэтому в энергосберегающих домах решено устанавливать окна с повышенными теплоизоляционными характеристиками.
Система центрального отопления в энергосберегающих домах
В энергосберегающих частных домах расчетная потребность в мощности для обогрева уменьшилась почти на 50% по сравнению с потребностью типовых домов, являющихся их прототипами.
Теперь для обогрева дома, имеющего полезную площадь 140 квадратных метров, достаточно установить котел мощностью около 6 кВт. Но эта мощность может быть недостаточной для приготовления горячей воды. Поэтому при выборе котла нужно учитывать большую из требуемых мощностей. В энергосберегающих домах устанавливаются конденсационные или конвекционные котлы с закрытой камерой сгорания. Подача воздуха с улицы осуществляется непосредственно в топку.
Для конденсационных котлов нужно дополнительно выполнить монтаж низкотемпературной системы отопления. Меньшая требуемая мощность для обогрева дома привела к необходимости корректировки проекта системы отопления. Теперь для подачи необходимого количества тепла по требуется меньшая площадь радиаторов, следовательно их количество уменьшится. Чтобы гарантировать бесперебойную и эффективную работу системы, нужно максимально ограничить количество тепла, подаваемого в помещения, которое не регулируется автоматически. Этого можно добиться, изолируя систему, которая распределяет тепло, в соответствии с рекомендациями, указанными в нормах.
Система горячего водоснабжения для бытового использования
Следует стремиться к максимальному ограничению теплопотерь в системе ГВС, уменьшению потребления горячей воды и, насколько это рентабельно экономичному использованию возобновляемых источников энергии для ее подготовки.
Система ГВС должна быть тщательно теплоизолирована, при этом толщина применяемой теплоизоляции может превышать рекомендованную нормами. Диаметр разводящих труб и труб для циркуляции теплоносителя должен быть как можно меньше. Ограничить теплопотери можно так же за счет применения автоматического регулирования температуры воды и работы циркуляционных насосов. Потребление бытовой горячей воды может быть уменьшено за счет установки специальных смесителей, позволяющих ее эффективно использовать, например, новых конструкций вентильных головок, аэраторов вместо обычных душевых ситечек либо устройств, перекрывающих воду в незакрученных кранах.