Енергозберігаючий будинок – це не ідеалізоване уявлення будинку майбутнього, а сьогоднішня реальність, яка набуває все більшої популярності. Енергосебергаючим, енергоефективним, пасивним будинком або екодомом сьогодні називаютьтаке житло, яке потребує мінімум витрат на підтримку комфортних умов проживання у ньому. Досягається це шляхом відповідних рішень у сфері , та будівництва. Які технології для енергозберігаючих будинків існують на даний момент і скільки ресурсів вони зможуть заощадити?
№1. Проектування енергозберігаючого будинку
Житло буде максимально економним, якщо воно було спроектоване з урахуванням усіх енергозберігаючих технологій. Переробити вже збудований будинок буде складніше, дорожче, та й очікуваних результатів досягти буде важко. Проект розробляється досвідченими фахівцями з урахуванням вимог замовника, але при цьому слід пам'ятати, що використаний набір рішень має бути, перш за все, економічно вигідним. Важливий момент - Облік кліматичних особливостей регіону.
Як правило, енергозберігаючими роблять будинки, в яких проживають постійно, тому на перше місце виходить завдання збереження тепла, максимального використання природного освітлення тощо. Проект повинен враховувати індивідуальні вимоги, але краще, якщо пасивний будинок буде максимально компактним, тобто. більш дешевим у змісті.
Одним і тим самим вимогам можуть відповідати різні варіанти. Спільне прийняття рішень найкращих архітекторів, проектувальників та інженерів дозволили ще на стадії розробки плану будівництва приміщення створити універсальний енергозберігаючий каркасний будинок(Докладніше читайте - ). Унікальна конструкція кооперує у собі всі економічно вигідні пропозиції:
- завдяки технології SIP-панелей будова має високу міцність;
- гідний рівень термо- та шумоізоляції, а також відсутність містків холоду;
- споруда не потребує звичної дорогої системи опалення;
- з використанням каркасних панелей будинок будується дуже швидко та характеризується тривалим терміном служби;
- приміщення компактні, комфортні та зручні під час їх подальшої експлуатації.
Як альтернатива можна використовувати для зведення несучих стін, утеплюючи конструкцію з усіх боків і отримуючи в результаті великий «термос». Часто використовується деревинаяк найекологічніший матеріал.
№2. Архітектурні рішення для енергозберігаючого будинку
Щоб досягти економії ресурсів, необхідно приділити увагу плануванню та зовнішньому вигляду будинку. Житло буде максимально енергозберігаючим, якщо враховано такі нюанси:
- правильне розташування. Будинок може бути розташований у меридіональному або широтному напрямку та отримувати різне сонячне опромінення. Північний будинок краще будувати меридіонально, щоб пошкодити приплив сонячного світла на 30%. Південні будинки, навпаки, краще зводити у широтному напрямку, щоб зменшити витрати на кондиціювання повітря;
- компактність, під якою в даному випадку розуміють співвідношення внутрішньої та зовнішньої площі будинку. Воно має бути мінімальним, а досягається це за рахунок відмови від випираючих приміщень та архітектурних прикрастипу еркерів. Виходить, що найекономніший будинок - це паралелепіпед;
- теплові буфери, які відокремлюють житлові приміщення від контакту з довкіллям Гаражі, лоджії, підвали та нежитлові горища стануть чудовою перешкодою для проникнення в кімнати холодного повітря ззовні;
- правильне природне освітлення. Завдяки нескладним архітектурним прийомам можна протягом 80% всього робочого часу висвітлювати будинок за допомогою сонячних променів. Приміщення, де сім'я проводить найбільше часу(вітальня, їдальня, дитяча) краще розташувати на південній сторонідля комори, санвузлів, гаража та інших допоміжних приміщень досить розсіяного світла, тому вони можуть мати вікна на північну сторону. Вікна на схід у спальнівранці забезпечать зарядом енергії, а ввечері промені не заважатимуть відпочивати. Влітку в такій спальні можна взагалі обійтися без штучного світла. Щодо розміру вікон, то відповідь питання залежить від пріоритетів кожного: економити на освітленні чи обігріві. Відмінний прийом - встановлення сонячної труби. Вона має діаметр 25-35 см і повністю дзеркальну внутрішню поверхню: приймаючи сонячні промені на даху будинку, вона зберігає їхню інтенсивність на вході в кімнату, де вони розсіюються через дифузор. Світло виходить настільки яскравим, що після встановлення користувачі часто тягнуться до вимикача при виході з кімнати;
- покрівля. Багато архітекторів рекомендують робити максимально прості дахи для енергозберігаючого будинку. Часто зупиняються на двосхилим варіанті, причому чим більш пологим він буде, тим економнішим виявиться будинок. На пологому даху затримуватиметься сніг, а це додаткове утеплення взимку.
№3. Теплоізоляція для енергозберігаючого будинку
Навіть побудований з урахуванням усіх архітектурних хитрощів будинок вимагає правильного утеплення, щоб бути повністю герметичним і не випускати тепло в навколишнє середовище.
Теплоізоляція стін
Через стіни йде близько 40% тепла з домуТому їх утепленню приділяють підвищену увагу. Найпоширеніший і найпростіший спосіб утеплення – організація багатошарової системи. обшиваються утеплювачем, у ролі якого часто виступає мінеральна вата або пінополістирол, зверху монтується армуюча сітка, а потім – базовий та основний шар штукатурки.
Більш дорога та прогресивна технологія – вентильований фасад. Стіни будинку обшиваються плитами з мінеральної вати, а облицювальні панелі з каменю, металу чи інших матеріалів монтуються на спеціальний каркас. Між шаром утеплювача та каркасом залишається невеликий зазор, який відіграє роль «теплової подушки», не дозволяє намокати теплоізоляції та підтримує оптимальні умови у житлі.
Крім того, щоб знизити тепловтрати через стіни, використовують ізолюючі склади в місцях примикання покрівлі, враховують майбутнє усадку та зміну властивостей деяких матеріалів при підвищенні температури.
Принцип роботи вентильованого фасаду
Теплоізоляція покрівлі
Через покрівлю йде близько 20% тепла. Для утеплення даху використовують ті ж матеріали, що й для стін. Широко поширені на сьогоднішній день мінеральна вата та пінополістирол. Архітектори рекомендують робити покрівельну теплоізоляцію не тонше 200 мм незалежно від типу матеріалу. Важливо розрахувати навантаження на несучі конструкції та покрівлю, щоб не була порушена цілісність конструкції.
Теплоізоляція віконних отворів
На вікна припадає 20% тепловтрат будинку. Хоч краще, ніж старі дерев'яні вікна, захищають будинок від протягів та ізолюють приміщення від зовнішнього впливу, вони не є ідеальними.
Більш прогресивними варіантами для енергозберігаючого будинку є:
Теплоізоляція підлоги та фундаменту
Через фундамент та підлогу першого поверху губиться по 10% теплоти. Підлога утеплюють тими ж матеріалами, що й стіни, але можна використовувати й інші варіанти: наливні теплоізоляційні суміші, пінобетон та газобетон, гранулобетоніз рекордною теплопровідністю 0,1 Вт/(м°С). Можна утеплити не підлогу, а стелю підвалу, якщо така передбачена проектом.
Фундамент краще утеплювати зовні, що допоможе захистити його не тільки від промерзання, а й інших негативних факторів, в т.ч. впливу ґрунтових вод, перепадів температур тощо. З метою утеплення фундаменту використовують напилений поліуретан, і пінопласт.
№4. Рекуперація тепла
Тепло з дому йде не лише через стіни та покрівлю, а й через . Щоб зменшити витрати на опалення, використовують припливно-витяжні вентиляції з рекуперацією.
Рекуператоромназивають теплообмінник, який вбудовується у систему вентиляції. Принцип його роботи ось у чому. Нагріте повітря через вентиляційні канали виходить із кімнати, віддає своє тепло рекуператору, стикаючись із ним. Холодне свіже повітря з вулиці, проходячи крізь рекуператор, нагрівається, і надходить до будинку вже кімнатної температури. В результаті домочадці отримують чисте свіже повітря, але не втрачають тепло.
Подібна система вентиляції може використовуватися разом із природною: повітря надходитиме в приміщення примусово, а виходитиме за рахунок природної тяги. Є ще одна хитрість. Повітрозабірна шафа може бути віднесена від будинку на 10 метрів, а повітропровід прокладений під землею на глибині промерзання. У цьому випадку ще до рекуператора влітку повітря охолоджуватиметься, а взимку – нагріватиметься за рахунок температури ґрунту.
№5. Розумний дім
Щоб зробити життя комфортнішим і при цьому економити ресурси, можна та технікоюзавдяки яким вже сьогодні можливо:
№6. Опалення та гаряче водопостачання
Геліосистеми
Найекономніший та екологічніший спосіб опалювати приміщення та підігрівати воду– це використати енергію сонця. Можливо, це завдяки сонячним колекторам, встановленим на даху будинку. Такі пристрої легко приєднуються до системи опалення та гарячого водопостачання будинку, а принцип їхньої роботи полягає в наступному. Система складається з самого колектора, теплообмінного контуру, бака-акумулятора та станції керування. У колекторі циркулює теплоносій (рідина), що нагрівається за рахунок енергії сонця і через теплообмінник віддає тепло воді в баку-акумуляторі. Останній за рахунок гарної теплоізоляції здатний довго зберігати гарячу воду. У цій системі може бути встановлений нагрівник-дублер, який догріває воду до необхідної температури у разі похмурої погоди або недостатньої тривалості сонячного сяйва.
Колектори можуть бути плоскими та вакуумними. Плоскі являють собою коробку, закриту склом, усередині неї знаходиться шар із трубками, якими циркулює теплоносій. Такі колектори міцніші, але сьогодні витісняються вакуумними. Останні складаються з безлічі трубок, усередині яких ще трубка або кілька з теплоносієм. Між зовнішньою та внутрішньою трубками – вакуум, який служить утеплювачем. Вакуумні колектори більш ефективні, навіть узимку та в похмуру погоду, ремонтопридатні. Термін служби колекторів близько 30 років та більше.
Теплові насоси
Теплові насоси використовують для опалення будинку низькопотенційне тепло навколишнього середовища, в т.ч. повітря, надр і навіть вторинне тепло, наприклад, від трубопроводу центрального опалення. Складаються такі пристрої з випарника, конденсатора, розширювального вентиля та компресора. Усі вони пов'язані замкнутим трубопроводом і функціонують з урахуванням принципу Карно. Простіше кажучи, теплонасос подібний до роботи холодильнику, тільки функціонує навпаки. Якщо у 80-х роках минулого століття теплові насоси були рідкістю і навіть розкішшю, то вже сьогодні у Швеції, наприклад, 70% будинків опалюються таким чином.
Конденсаційні котли
Біогаз як паливо
Якщо накопичується багато органічних відходів сільського господарства, можна спорудити біореактор для отримання біогазу. У ньому біомаса завдяки анаеробним бактеріям переробляється, внаслідок чого утворюється біогаз, що складається на 60% з метану, 35% - вуглекислого газу та на 5% з інших домішок. Після процесу очищення він може використовуватись для опалення та гарячого водопостачання будинку. Перероблені відходи перетворюються на відмінне добриво, яке можна використовувати на полях.
№7. Джерела електроенергії
Енергозберігаючий будинок повинен і, бажано, отримувати її з відновлюваних джерел. На сьогоднішній день для цього реалізовано багато технологій.
Вітрогенератор
Енергія вітру може перетворюватися на електрику як великими вітряними установками, а й з допомогою компактних «домашніх» вітряків. У вітряній місцевості такі установки здатні повністю забезпечувати електроенергією невеликий будинок, у регіонах із невисокою швидкістю вітру їх краще використовувати разом із сонячними батареями.
Сила вітру надає руху лопаті вітряка, які змушують обертатися ротор генератора електроенергії. Генератор виробляє змінний нестабільний струм, що випрямляється у контролері. Там відбуваються зарядка акумуляторів, які, у свою чергу, підключені до інверторів, де і йде перетворення постійної напруги на змінну, використовувану споживачем.
Вітряки можуть бути з горизонтальною та вертикальною віссю обертання. За разових витрат вони надовго вирішують проблему енергонезалежності.
Сонячна батарея
Використання сонячного світла для електроенергії негаразд поширене, але вже у найближчому майбутньому ситуація ризикує різко змінитися. Принцип роботи сонячної батареїдуже простий: для перетворення сонячного світла на електрику використовується p-n перехід. Спрямований рух електронів, що провокується сонячною енергією, і є електрикою.
Конструкції та матеріали постійно вдосконалюються, а кількість електроенергії безпосередньо залежить від освітленості. Поки що найбільшою популярністю користуються різні модифікації кремнієвих сонячних батарейАле альтернативою їм стають нові полімерні плівкові батареї, які поки що знаходяться в стадії розвитку.
Економія електроенергії
Отриману електрику потрібно вміти витрачати з розумом. Для цього стануть у нагоді наступні рішення:
№8. Водопостачання і каналізація
В ідеалі, енергозберігаючий будинок винен отримувати воду зі свердловини, розташована під житлом. Але коли вода залягає на більших глибинах або якість її не відповідає вимогам, від такого рішення доводиться відмовлятися.
Побутові стоки краще пропускати через рекуператорта відбирати у них теплоту. Для очищення стічних вод можна використовувати септикде перетворення буде здійснюватися за рахунок анаеробних бактерій. Отриманий компост є добрим добривом.
Для економії води непогано б зменшити обсяг води, що зливається. Крім того, можна втілити в життя систему, коли вода, що використовується у ванній та раковині, застосовується для зливу в унітазі.
№9. З чого будувати енергозберігаючий будинок
Звичайно ж, краще використовувати максимально природну та натуральну сировину, виробництво якої не потребує численних стадій обробки. Це деревина та камінь. Перевагу краще віддавати матеріалам, виробництво яких здійснюється у регіоні, адже таким чином знижуються витрати на транспортування. У Європі пасивні будинки почали будувати із продуктів переробки неорганічного сміття. , скло та метал.
Якщо один раз приділити увагу вивченню енергозберігаючих технологій, продумати проект екодома та вкласти в нього кошти, у наступні роки витрати на його утримання будуть мінімальними або навіть прагнутимуть нуля.
Розрахуйте приблизну вартість будівництва енергоефективного будинку, використовуючи будівельний калькулятор.
Що таке енергоефективний будинок?
Це будинок, у якому:
Виконання вищевказаних умов забезпечує в будинку низьке та наднизьке енергоспоживання. У Німеччині хорошими показниками енергоефективного будинку вважаються, коли на 1 м² опалювальної площі на рік витрачається не більше 1,5...3 літри умовного палива, тобто. трохи більше 15...30 кВт год/м² на рік.
За теорією німецьких учених, у будь-якій місцевості є свої специфічні (для даної місцевості) природні відновлювані джерела, які у разі низького енергоспоживання можуть повністю замінити традиційні джерела енергоресурсів та забезпечити комфортне проживання у будинку.
Низьке енергоспоживання будинку дозволяє використовувати поновлювані джерела енергії навколишнього середовища. У цьому джерела енергії може бути різних видів: геотермальна енергія Землі, сонячна енергія, енергія вітру, енергія води. У приморській зоні, наприклад, вітрогенератори та приливні електростанції. У гірській місцевості - вітрогенератори та геотермальні системи. У рівнинній місцевості – геотермальні, сонячні установки тощо. Таке використання навколишнього середовища є екологічно безпечним, забезпечує збереження навколишнього середовища, а найголовніше, дає незалежність від цін на енергоресурси, що постійно зростають.
Незважаючи на високу вартість обладнання, необхідного для отримання тепла з відновлюваних джерел енергії, воно стає конкурентоспроможним традиційному обладнанню, що працює на газі, електриці, дровах та вугіллі, оскільки поточні експлуатаційні витрати мінімальні та практично не залежать від зростання цін. До того ж, останнім часом вартість цього обладнання, яке в недалекому минулому була фантастичною, значно знизилася і з кожним роком продовжує знижуватися.
Будівництво індивідуальних малоповерхових енергоефективних житлових будинків у Росії.
В даний час індивідуальні малоповерхові енергоефективні будинки для більшості населення Росії є нездійсненною мрією. Поодинокі екземпляри, побудовані останнім часом, за вартістю (більше 100 тис. руб./м²) значно перевищують вартість звичайних будинків, розрахованих за чинними в Росії нормами.
Фахівцям ТОВ «ІнтерСтрой» було поставлено завдання, розробити проект та побудувати дослідний зразок енергоефективного індивідуального малоповерхового будинку, за вартістю, яка не перевищує середню вартість звичайного заміського будинку (орієнтовно не більше 60 тис. руб./м²).
Надалі, за підсумками моніторингу експлуатаційних властивостей будівлі, що планується, планується продовжити оптимізацію витрат і знизити вартість будівництва ще на 10-15%. Така умова потрібна для реалізації масового будівництва будинків такого класу в місцевості з обмеженими енергоресурсами (відсутність електрики, газу).
Попередній вибір основних архітектурних та технічних рішень
До прийняття основного варіанта «пілотного проекту» індивідуального малоповерхового житлового будинку, спеціалістами ТОВ «Інститут пасивного будинку», було проаналізовано кілька варіантів планувальних та конструктивних рішень, а також зроблено попередні розрахунки для підбору видів утеплювачів та їх товщин.
З метою зниження вартості будинку була прийнята прямокутна форма будинку в плані, що дозволила мінімізувати обсяг зовнішніх стін на одиницю площі будівлі.
Особлива увага була приділена вибору конструкції зовнішніх стін. В результаті порівняння різних матеріалів (цегла, піноблоки, дерев'яний каркас і т.д.), як несучі та огороджувальні конструкції, було вирішено використовувати монолітні залізобетонні конструкції. Бетонні стіни мають щільну структуру, що дозволяє більш якісно виконати необхідну герметизацію внутрішнього об'єму, необхідного для контролю та управління повітрообміном з метою мінімізації теплових втрат та максимального збереження тепла (до 80%). Також забезпечується висока несуча здатність при мінімальних товщинах, що суттєво знижує обсяг конструкцій та зменшує вартість та терміни виконання робіт.
Як утеплювач, серед величезного різноманіття матеріалів представлених на сьогоднішній день (жорсткі, м'які, мінеральні, синтетичні, «задувні» тощо), було обрано плитний мінераловатний утеплювач нового покоління, вироблений компанією "SAINT-GOBAIN". Крім того, було досягнуто домовленості про спільну розробку з компанією "SAINT-GOBAIN"вузлів кріплення утеплювача (товщиною 400 мм та більше) до бетонної поверхні зовнішніх стін.
Зовнішній вигляд будівлі
Основні проектні рішення будівлі
Архітектурно-планувальні рішення
Архітекторами була прийнята модульна концепція планування будівлі, при використанні якої можна реалізувати примикання модулів у різних напрямках.
Модуль представляє квадрат із внутрішніми розмірами 9,6×9,6 метрів загальною площею близько 90 м². Квадратна форма була прийнята для зниження матеріаломісткості зовнішніх дорогих стін з розрахунку на 1 м2 площі.
Модульна планування дає можливість будувати будинки площею: 90 м², 135 м², 180 м², 225 м², 270 м² і т.д.
Фундамент
Фундамент виконаний у вигляді монолітної залізобетонної плити товщиною 300 мм, стіни підвального поверху виконані з монолітного залізобетону товщиною 150 мм.
Конструкції стін першого, другого та третього поверхів
Зовнішні стіни – несучі, виконані з монолітного залізобетону товщиною 150 мм з подальшим утепленням мінераловатними плитами, із зовнішньою обробкою вентильованими фасадами та частково штукатурними фасадами. Внутрішні стіни, крім двох простінків сходів і першого простінка комунікаційної шахти, можуть виконуватися з будь-яких стінових матеріалів за бажанням замовника (цегла, пазогребневі блоки, ГКЛ тощо).
Перекриття
Міжповерхові перекриття - безбалочні залізобетонні монолітні, товщиною 160 мм, з опорою на зовнішні стіни, простінки сходів і комунікаційної шахти. Монолітне перекриття з великим прольотом дає можливість архітекторам, при оформленні інтер'єру, виконати будь-яке індивідуальне планування та задовольнити найсуворіші запити замовника.
Покрівля
Покрівля прийнята частково не експлуатується з односхилим радіусним закругленням з внутрішнім водостоком і частково експлуатується з плоским схилом. Утеплення радіусної покрівлі прийнято з мінераловатних плит ISOVER товщиною 600 мм. Утеплення плоскої покрівлі – 450 мм екструзивного пінополістиролу. Різні рішення прийняті для того, щоб показати можливість використання в даному проекті різноманітних видів покрівель (як плоских, так і складних з криволінійним контуром, а також різних видів одно, двох, чотирьох скатних).
Теплова оболонка будівлі
Утеплення будівлі починається з основи під фундаментну плиту утеплювачем з екструзивного пінополістиролу завтовшки 300 мм. Далі здійснюється утеплення стін підвалу утеплювачем XPS завтовшки 350 мм. Утеплення зовнішніх стін виконано мінераловатними плитами завтовшки 400 мм. Для утеплення покрівлі, парапетів та карнизів використовуються утеплювачі з малою об'ємною вагою, як щільної структури, так і нещільної (екструдований пінополістирол, ISOVER і т.п.). Вибір різних матеріалів теплоізоляції пов'язаний з тим, що підлягають утепленню конструкції, що працюють у різних умовах (фундамент, стіни підвалу, зовнішні стіни, покрівля).
Для кріплення напівжорсткого утеплювача на стінах розроблено 2 варіанти підсистем вентильованого та «мокрого» фасаду. Одна підсистема складається з двотаврових балок, виконаних з ОSB, встановлених вертикально, із заповненням простору між фермами утеплювачем типу ISOVER. Друга – з металевих кронштейнів та дерев'яних брусків, виконаних у вигляді каркасу, із заповненням утеплювачем типу «ISOVER». Спільно з компанією «Saint-Gobain» продовжуються розробки та інших видів уніфікованих підсистем з метою їх здешевлення та покращення характеристик (для можливості кріплення утеплювача завтовшки 400 мм, 500 мм та більше).
Зовнішнє скління та двері
У зв'язку з тим, що тепловий розрахунок експериментального будинку проводився за стандартами Німеччини, архітекторам було поставлено складне завдання. При проектуванні скління будинку суворо враховувалася орієнтація будинку по сторонах світла. Мінімальне скління прийнято на північному боці, максимальне – на південному. У спекотний літній час на фасаді будинку передбачена система автоматичного сонцезахисту. З метою зниження тепловтрат передбачено один вхід. Застосовувані вікна та двері повинні задовольняти наступним вимогам проекту: Rо = 1,19 – 1,20 (м² С)/Вт.
Зовнішні декоративні елементи фасадів
Існують різні технічні рішення, які дозволяють зняти проблеми промерзання через ці елементи. Однак вони нерідко дорогі та використання їх у будівництві призведе до зайвого подорожчання. Тому в даному проекті елементами обробки фасаду є різні поєднання вентильованого фасаду та зовнішньої фасадної штукатурки. Наявні в даний час на будівельному ринку різновиди цих матеріалів дозволяють задовольнити смак найвибагливішого замовника.
Вміле поєднання різних видів обробки вентильованих фасадів, використання різних кольорів зовнішнього фарбування ділянок стін, а також застосування різних конструкцій покрівлі дозволяє архітекторам запропонувати замовникам велику різноманітність не схожих один на одного будинків.
Внутрішнє планування
Усі приміщення з максимальним перебуванням людей зосереджені з південного боку, де можливе максимальне скління. Приміщення технічного та побутового призначення розташовуються в основному з північної сторони, де зовнішнє скління відсутнє або мінімальне. Від приміщень з подвійним світлом було вирішено відмовитися, зважаючи на значне погіршення теплотехнічних характеристик будівлі.
Інженерне обладнання будинку
Водопостачання
На території ділянки передбачено свердловину. Свердловина забезпечує всі потреби будинку. Автоматика управління насосом та все обладнання для подачі води знаходиться у колодязі, обладнаному над оголовком свердловини.
Усередині будівлі в підвалі передбачено вузол введення, обладнаний необхідною запірною арматурою, фільтрами тонкого очищення води та лічильниками витрати води.
Підігрів гарячої води здійснюється спільно за допомогою теплового насоса та сонячних колекторів, а у разі відмови однієї із систем – підігрів забезпечується за допомогою резервного джерела (в даному проекті – газовий котел).
У разі поломки насоса в будинку передбачено аварійний запас питної води в обсязі 1000 літрів.
Водостоки та зливова каналізація
Покрівля складається з плоскої частини з площею близько 45 м² і односхилим із змінним ухилом - 75 м². На плоскій покрівлі стік води здійснюється по ухилах у бік вирв, розташованих у кутах будівлі. На похилій покрівлі стік води також здійснюється за ухилами до водостічних воронок, що знаходяться в нижніх точках по кутах будівлі.
Вся відведена дощова та тала вода прямує в дренажні колодязі пристінного дренажу будинку.
Можливе застосування на плоскій покрівлі внутрішніх водостоків із накопичувальною ємністю дощової води у підвалі або заглибленої ємності у землі (для використання на полив).
Каналізація
Проектом передбачено два види каналізації:
1. Для підвалу передбачено напірну каналізацію з використанням установки СОЛОЛІФТ (для санвузла, душових кабін та трапу збору води з підлоги мийного приміщення та сауни) та дренажного насоса (для відкачування води з приямка технічного приміщення в процесі експлуатації).
2. Для решти будинку передбачена самопливна каналізація з одним вертикальним стояком у технологічній шахті, горизонтальною ділянкою під стелею підвалу та випуском з будівлі у підвалі на висоті 1 м від чистої підлоги.
Самопливна каналізація виводить побутові стоки у септик. Септик марки «Твер», передбачений у цьому проекті, розташований за 3 метри від північної стіни будинку.
Опалення
Спочатку в цьому проекті ставилося завдання використання нетрадиційних, екологічно чистих, відновлюваних енергетичних джерел тепла. Було прийнято використовувати як енергетичне джерело теплові насоси (що використовують геотермальне тепло Землі) та сонячні колектори, що використовують енергію Сонця. Тепло, що виробляється цими установками, за розрахунками організації ТОВ «Компанія ЕНСО ІНТЕРНЕШНЛ», достатньо для підігріву води та забезпечення будинку теплом протягом усього року. У зв'язку з тим, що втрати енергоефективного будинку значно нижчі, ніж у звичайному будинку, то необхідна потужність теплових установок не перевищує 10 кВт.
Забезпечення отримання цієї потужності можливе із двох свердловин загальною глибиною близько 200 м (50 Вт з кожного погонного метра свердловини на 200 метрів = 10 кВт).
Як резервну енергетичну установку прийнято газовий котел (можливі й інші види енергетичних установок: котли, що працюють на дровах, вугіллі, дизельному паливі, електриці тощо).
Проект опалення за допомогою спільної роботи теплового насоса та сонячного колектора виконаний організацією ТОВ «Компанія ЕНСО ІНТЕРНЕШНЛ».
В даному проекті для опалення та ГВП запропонована модульна система TYRRO c геотермальним ґрунтовим (горизонтальним або вертикальним) теплообмінником та функцією "freecooling"в літній час.
Сонячні колектори пропонують ставити на спеціальних кронштейнах на плоскій покрівлі з південного або південно-західного боку будівлі. Їхня площа визначається в процесі проектування, виходячи з архітектурних та інженерних міркувань. Сонячне тепло в літню пору буде спрямоване на підігрів ґрунту в місці установки ґрунтового теплообмінника, а також на підігрів води в басейні та води для поливу рослин. У зимовий час частина низькотемпературного тепла буде спрямована на підігрів теплового насосу.
Також передбачається підігрів повітря через систему вентиляції в зимовий час та охолодження в літній час. Під час, коли тепловий насос нагріватиме воду, з іншого боку насоса у випарному контурі (колектор, що знаходиться в землі) буде охолоджуватися ґрунт, підвищуючи ефективність охолодження в режимі "freecooling".
Вентиляція
У цьому проекті будинку передбачена примусова вентиляція із застосуванням припливно-витяжних вентиляційних установок із рекуперацією тепла. Застосування примусової вентиляції має як переваги, і недоліки.
Недоліками цієї системи, порівняно з природною вентиляцією, є:
Достоїнством є можливість якісного очищення повітря, що подається, що є важливим показником для здоров'я людей, особливо хворих на алергічні та легеневі захворювання. Чистота навколишнього повітря, як у місті, так і в сільській місцевості, бажає кращого. У місті – кіптява, відпрацьовані гази машин тощо. У сільській місцевості – мікрочастинки від цвітіння рослин, що викликають алергічні захворювання тощо.
Контроль та управління повітрообміном дає можливість забезпечити у будь-якому приміщенні, залежно від ситуації, надходження достатньої кількості повітря, відповідно і кисню, що якісно покращує роботу організму людини, особливо його мозку.
Можливість рекуперації тепла від повітря, що йде в атмосферу, дає головну економію енергоспоживання. Сучасні установки рекуперації дозволяють повертати до 90% тепла, що викидається з будинку разом із повітрям у системах традиційної природної вентиляції. Це дозволяє значно знизити експлуатаційні витрати з тепла та дає значну економію бюджету.
Для забезпечення в будинку вентиляції у разі відключення електрики передбачена система природної вентиляції. Для забезпечення її роботи та можливості циркуляції повітря передбачені вікна з режимом мікропровітрювання.
Для відведення відпрацьованих газів від газового котла, що є резервним джерелом тепла, передбачено окремий димар з виходом на дах. Забір повітря до роботи котла здійснюється з вулиці, а чи не з приміщень.
Електрика
Відповідно до технічних умов, на ділянку, де будується будинок, виділено 10 кВт електроенергії. Підключення будинку здійснюється від розподільного щита, встановленого на стовпі освітлення.
У будинку є свій розподільний щит. Передбачено стабілізатор напруги. Горизонтальне розведення кабельних ліній здійснюється на стелі (в кабель-каналах, лотках, трубках ПНД). Вертикальна розводка живильних поверхових кабельних ліній - у технологічній шахті в кабель-каналі, а також прихована по стінах, у штрабі, з наступною штукатуркою та забарвленням. Для підключення обладнання прийнята окрема лінія живлення.
Передбачено резервне електрозабезпечення від невеликого дизельного генератора, який забезпечує роботу інженерного обладнання у разі аварійного вимкнення. Підключення та робота генератора відбувається в автоматичному режимі та розрахована на 8-10 годин безперебійної роботи. За цей час усі інженерні системи мають бути переведені в спеціальний режим або вимкнені (залежно від призначення того чи іншого обладнання).
Заземлення
У будинку передбачено заземлення, прийняте будівельними нормами та правилами.
Блискавкозахист
У будинку, для захисту в літній час від блискавки, передбачено блискавкозахист, який відповідає вимогам безпеки, що діють у Росії.
Експлуатаційні витрати та переваги
енергоефективного будинку
Враховуючи безперервне в Росії зростання цін на комунальні послуги та енергоресурси, будинки такого класу дають можливість їх власникам значно легше пережити витрати на послуги ЖКГ, що підвищуються.
Подане нижче зростання цін на електрику та газ, не кажучи про зростання вартості гарячої води, технічного обслуговування та експлуатації житла показує, що він у рази перевищує статистичний зростання зарплати середнього росіянина. У разі збереження наявної динаміки зростання цін на послуги ЖКГ та зростання середньої зарплати, протягом декількох років, оплата комунальних послуг складе суттєвий, а може бути і основний обсяг видатків у бюджеті пересічних російських громадян.
Динаміка фактичного зростання цін на газ та електрику
з 2004 до 2014р.р. і, у разі збереження наявної динаміки
зростання цін, на період із 2014 по 2024р.р.
За попередніми розрахунками, додаткові загальнобудівельні витрати на забезпечення енергоефективності будівлі та витрати на застосування сучасного дорогого інженерного обладнання, що використовує альтернативні джерела енергії, за тарифів, що діють, виправдовуються вже за 5-6 років експлуатації. З урахуванням прогнозованого зростання тарифів, найближчим часом термін окупності може скоротитися до 2 років.
Оцінка витрат на опалення звичайного будинку з енергоспоживанням близько 150 кВт год/м² рік та енергоефективного будинку 25-30 кВт год/м² рік дозволяє зробити висновок, що витрати на різні види енергоресурсів (газ, електрика тощо) при експлуатації енергоефективного будинку знижуються у 5-6 разів, і у разі продовження зростання тарифів, про що свідчать останні 10 років, економія лише на опаленні допоможе зберегти ваш бюджет.
Далі наведені витрати на опалення звичайного будинку з енергоспоживанням 150 кВт ч/м² рік та енергоефективного будинку з енергоспоживанням 28 кВт ч/м² рік з однаковими площами по 300 м², та використанням різних типів енергоустановок (електричний котел, тепловий насос)
Витрати при експлуатації електричного котла, руб.
Витрати під час експлуатації газового котла, руб.
| Рік | Звичайний будинок | Енергоефективний будинок |
|---|---|---|
| 2024 | 116 545 | 21 755 |
| 2019 | 45 556 | 8 504 |
| 2014 | 27 303 | 5 097 |
| 2009 | 10 062 | 1 878 |
| 2004 | 5 966 | 1 114 |
У підсумку
У процесі проектування енергоефективного будинку, інженери та архітектори компанії ТОВ «ІнтерСтрой», вивчали досвід роботи, консультувалися у спеціалістів як вітчизняних, так і зарубіжних організацій, що працюють у цьому напрямку. Багато досягнень і рекомендацій, які варті уваги, були реалізовані при розробці індивідуального малоповерхового житлового будинку серії "ІС-33е".
Будівництво енергоефективних будинків у Росії перебуває в початковій стадії свого розвитку. У процесі роботи над цим проектом стало очевидним, що використовувані нами сучасні досягнення, технологічні та технічні рішення – це лише мала частина того, що використовується зараз у зарубіжних країнах.
Нами заплановано багато роботи з вивчення та впровадження вітчизняних та зарубіжних розробок, які найбільш оптимально підходять до кліматичних умов Росії.
Компанією ТОВ «ІнтерБуд» заплановано кілька напрямків з будівництва енергоефективних будинків. Нижче представлені деякі з них:
.1. Продовження пошуку найбільш оптимальних архітектурних та технічних рішень із застосуванням у конструкціях будівлі різних типів матеріалів, як традиційних, так і нових, більш ефективних матеріалів для досягнення зниження енергоспоживання (нижче 28 кВт год/м2).
2. Вести подальшу роботу з підбору інженерного обладнання та систем, що працюють на відновлюваних джерелах енергії, а також поєднувати їх із традиційним обладнанням, що працює на газі, електриці, дизельному паливі, вугіллі, дровах тощо.
3. Завершити в поточному році будівництво дослідного зразка індивідуального малоповерхового енергоефективного будинку (28 кВт год/м2), за вартістю, що не перевищує середню вартість (по московському регіону) звичайного будинку.
4. Провести на даному об'єкті (після закінчення будівництва - наступні 2-3 роки) комплексний моніторинг показників роботи інженерних систем та конструкцій будівлі, що дозволить:
Дані моніторингу необхідні для оптимізації та зниження вартості будівництва та подальших витрат. У свою чергу, зниження вартості енергоефективного будинку до вартості, порівнянної з вартістю звичайного будинку, дозволить йому зайняти гідне місце на ринку житла.
Очевидно, що для будь-якого Клієнта, якому не байдуже його фінансове благополуччя у майбутньому, вибір будівництва енергоефективного будинку буде правильним рішенням.
З метою економії природних та енергетичних ресурсів людством розроблено комплексні заходи щодо утеплення будівель та доведення рівня теплової ізоляції до значення близького до абсолютного. У цьому матеріалі буде розкрито суть пасивного будинку як сучасного та економного типу житла.
Поняття пасивності та енергоефективності
Наш огляд обійде стороною загальноприйнятий перелік переваг та технічних показників. Наприклад, енергоефективною вважається будова, втрата тепла в якій не перевищує 10 кВт·год із кожного квадратного метра протягом року, але про що це має сказати читачеві? Якщо перерахувати, то за рік з невеликого (до 150 м2) будинку йде приблизно 1,5-2 МВт енергії, що можна порівняти з енергоспоживанням звичайного котеджу за один зимовий місяць. Стільки ж споживають 2-3 лампи розжарювання по 100 Вт, включені постійно протягом року, що еквівалентно 200 м 3 газу.
Таке мале енергоспоживання дозволяє в принципі відмовитися від системи опалення в будинку, використовуючи для обігріву тепло, що виділяється людиною, тваринами та побутовими приладами. Якщо будинок не вимагає цілеспрямованих витрат енергії на роботу опалювальних установок (або вимагає, але незначного мінімуму), такий будинок називають пасивним. Так само пасивним може називатися будинок з дуже високими втратами тепла, потреба в якому заповнюється власною енергетичною установкою, що працює на відновлюваних джерелах енергії.
Так що енергоефективний будинок не обов'язково претендує на звання пасивного, справедливого та зворотного. А будинок, який не тільки покриває власні енергетичні потреби, а й передає будь-який вид енергії в громадську мережу, називають активним.
У чому основна ідея пасивного дому
Всі три перераховані вище поняття прийнято об'єднувати: пасивний будинок має максимально розширений комплекс заходів щодо забезпечення енергетичної автономності. Зрештою, нікому не цікаво роками тестувати своє житло, домагаючись нормативу з втрат для отримання почесного звання. Важливо, щоб усередині було сухо, тепло та комфортно.
Існує думка, що сьогодні будь-яка новобудова повинна будуватися за технологією пасивного будинку, благо, що технічні рішення є навіть для багатоповерхових будівель. Це не позбавлене сенсу: витрати на обслуговування будинку за період міжремонтної експлуатації зазвичай навіть вищі за витрати на будівництво.
Пасивний будинок при більш об'ємних початкових вкладеннях практично не вимагає витрат весь термін служби, який, до того ж, перевищує термін експлуатації звичайних будівель за рахунок абсолютного захисту конструкцій, що несуть і захищають, в комплексі з найсучаснішими і технологічними рішеннями будівництва і ремонту.
Головною технічною особливістю пасивного будинку можна назвати безперервний контур теплоізоляції від фундаменту до покрівлі. Такий термос добре зберігає тепло, але не всі матеріали придатні для його пристрою.
Матеріали для теплоізоляції
Пінополістирол у таких обсягах не застосовується, він горючий і токсичний. У ряді проектів це вирішується вогнезахисним шаром у несучого цілика і під фасадним оздобленням, що веде до невиправданого подорожчання. Використання скляної та мінеральної вати також не вирішує проблему. У ній, так само як і в пінополістиролі, активно селяться шкідники (комахи та гризуни), та й термін служби у вати в 2-3 менше, ніж у самого пасивного будинку.
Придатний для цілей пасивного будинку матеріал - піноскло. Короткий звід характеристик: найменша теплопровідність із відомих матеріалів широкого споживання, повна екологічність за рахунок інертності скла, проста обробка та хороша здатність до склеювання. З мінусів — висока ціна та складність виробництва, але матеріал однозначно вартує своїх грошей.
Менш дорогий, але придатний для утеплення пасивного будинку матеріал - спінений поліуретану. Технічно такі будинки пасивними назвати не можна, їх втрати втрати становлять 30-50 кВт·ч з квадратного метра на рік, але ці показники цілком прийнятні. Поліуретан може встановлюватися як листовий матеріал, або наносити методом торкрет-оштукатурювання.
Покрівля та тепле горище
Інша ключова відмінність пасивних будинків - наявність неопалюваної мансарди або теплого горища та якісне утеплення покрівлі без містків холоду. При такому підході виділяється дві межі температур: на перекритті верхнього поверху та у самій покрівлі. Завдяки рознесенню теплозахисту гарантовано усувається утворення конденсату в утеплювачі покрівлі та суттєво знижуються втрати тепла.
Перекриття верхнього поверху зазвичай роблять каркасним на дерев'яних балках, порожнечі заповнюють шаром мінеральної вати середньої щільності завтовшки 20-25 см. Перекриття краще утеплювати листовими матеріалами з пристроєм перехресного пористого каркаса і точним підгонкою плит утеплювача. Всі шви та стики заповнюються спеціальним клеєм або монтажною піною. Особлива увага приділяється влаштуванню захисного пояса у місці опори кроквяної системи на стіни.
Тепле горище влаштовується за принципом рекуперації вентиляційної системи. Канали витяжної вентиляції виходять прямо в герметичне горище, звідки виводяться через єдиний отвір з примусовим відпливом. Часто цей канал забезпечують рекупераційною установкою, яка передає частину тепла від витяжного повітря припливу.
Вікна, двері та інші місця витоків
З вікнами для пасивного будинку все просто: вони мають бути високої якості та обов'язково сертифіковані для застосування в галузі енергозбереження. Ознаками відповідного виробу вважаються склопакети з двома або більше камерами, заповненими газом, низькоемісійне скло різної товщини і подвійне примикання склопакета до профілю, ущільнене каучуковою стрічкою. Для дверей важливе стільникове наповнення та наявність подвійного притвора по всьому периметру. Не менш важливо дотримуватися правил монтажу та захисту місць примикань.
Пасивний будинок має свої особливості влаштування фундаменту. Для захисту структури бетону його гідрофобізують ін'єкційним способом та додатково захищають зовнішнім шаром обмазувальної гідроізоляції. Утеплювач опускається на всю глибину фундаменту, таким чином цокольний поверх стає другим після теплого горища буферною зоною.
Енергозабезпечення пасивного будинку
До пасивного будинку зазвичай не підводять газ, для побутових цілей та обігріву цілком вистачає однофазної електромережі. З електричними нагрівачами все просто: скільки кіловат вкладено в будинок, стільки в ньому і залишається, ККД становить майже 99%, на відміну від газових казанів.
Але електрична мережа як єдине джерело енергопостачання має масу недоліків, що полягають здебільшого в ненадійності підключення. Часто будинки мають досить складну електромережу, що включає аварійний генератор з автозапуском, або використовують для резервного підживлення парк акумуляторів або сонячні батареї.
Нагрів води для побутових потреб зазвичай виконується сонячними колекторами, переважно вакуумними. Взагалі, автономні джерела енергії досить різноманітні, серед різновидів можна підібрати оптимальне рішення для об'єктів з різними умовами.
Скільки коштує будувати будинок? Це питання є ключовим для більшості білорусів — не кожна сім'я може дозволити собі житло за вартість, що склалася на будівельному ринку. Як зробити будинок доступним для більшості? Керуючись тенденціями ринку і кілька компаній представили продукти, основу яких закладено принципи модульного домостроения. Невеликі за метражем, але оснащені всім необхідним для проживання сім'ї, ці будинки доступні практично для кожного білоруса.
Новий тренд підхопила і компанія «Сучасні каркасні технології», відома першим білоруським енергоефективним будинком у Дзержинську. Під час виставки «Будекспо 2015» на відкритому майданчику НВЦ «Білекспо компанія показала результат праці свого підрозділу модульного будинку House Machine — енергоефективний модульний будинок. Експонент має клас енергетичної ефективності А+ з енергоспоживанням 55 кВт·год/м2 на рік або 5,5 м3 газу на опалення. Загальна площа становить 40 кв. У ньому три приміщення – кімната-студія (кухня + вітальня), сауна та санвузол.
Фішка модульного будинку в тому, що він розрахований на розширення з часом. За допомогою додаткових модулів, які можна буде докупити за потребою, можна створити будівлю практично будь-якої конфігурації та розміру. Варіанти обробки зовні та всередині – будь-які. Можна замовити і без обробки, але тоді втрачається принадність такого будинку, коли в ньому можна відразу ж жити, не займаючись ремонтом.
Будівництво та монтаж будинку проводяться протягом 4-12 тижнів з моменту погодження з проектною документацією. Весь процес будівництва з обробкою проводиться на заводі, що зводить до мінімуму кількість роботи «на місці» після встановлення модулів, і дозволяє постійно контролювати рівень якості збирання.
Для утеплення будинку використовувалася мінеральна вата двох типів Isover profi та Isover Каркас П-34. Товщина у стінах – 200 мм, у підлозі – 250 мм, у покрівлі – 300 мм. Вітро та гідроізоляція проводиться мембраною Tyvek Housewrap, відбувається повне обгортання з усіх 6 сторін з обов'язковим проклеюванням швів, примикання, проходів гільз комунікацій. Модуль обшитий масивним бруском 40×60 мм. Зсередини стіни, підлога та покрівля обшиті пароізоляційною плівкою. Конструкція обшита ОСБ-плитами. Всі комунікації приховані у стіні.
За вентиляцію в будинку відповідає бризер – невелика припливно-витяжна установка із рекуперацією тепла. З опалювальних приладів - піч-камін на дровах (вона ж гріє сауну) та конвектор.
Завантаження...