Дом, на который не нужно тратить средства. Дом, обогревающий и охлаждающий себя сам. Привлекательная идея, не так ли? За счет чего «живет» такой дом? Какие источники энергии используются для его функционирования? Как применить принципы пассивного дома для экономии энергии в уже существующем жилье?
Солнечная энергия, тепло, производимое бытовой техникой, и, наконец, тепло, отдаваемое в окружающую среду людьми, жильцами дома. Казалось бы, невозможно отапливать дом только за счет этого. Но ведь закон сохранения энергии никто не отменял. А значит можно «направить ее потоки в нужное нам русло», использовать рационально то, что мы привыкли терять.
Превратить существующий дом в пассивный нереально — пассивные дома становятся таковыми еще на этапе проектирования. Но использовать принципы пассивного домостроения для того, чтобы улучшить, сделать более экономным уже существующий дом, можно и нужно.
Пассивный или энергосберегающий?
Пассивный дом придумали в Германии. Точнее — в Институте жилищного строительства и окружающей среды. Была поставлена задача — «изобрести» дом, на отопление которого нужно было минимум энергии, настолько мало, что специальные отопительные приборы в таком доме были бы не нужны.
Задача оказалась выполнимой. В результате работ над проектом были созданы стандарты пассивного дома: для его отопления требуется в 7-8 раз меньше энергии, чем для отопления обычного дома. А именно — не более 15 кВт*ч для обогрева 1 м2 в год. В пересчете на топливо это составляет 1,5 м2 газа, 4 кг дров или 2 кг угля (на отопление одного квадратного метра площади дома в год).
Энергосберегающий дом менее строгий стандарт экономичного в обслуживании дома. И если сделать пассивным уже существующий дом нереально (его нужно строить с нуля), то модернизировать дом, приблизив его к стандартам энергосберегающего, вполне реально. Для отопления такого дома требуется 70 кВт*ч/м2 в год. Требования достаточно жесткие, но вполне достижимые. В Европе ко всем новым домам уже применяется этот стандарт.
За счет чего экономится энергия? Множество факторов влияют на то, используется ли тепло рационально или «улетает в форточку»:
— форма дома,
— свойства ограждающих конструкций (стен, крыши),
— герметичность дома,
— утепление стен, крыши, пола,
— окна: их конструкция и ориентация,
— отсутствие мостиков холода,
— система вентиляции.
Форма дома
Наименьшее количество энергии для обогрева дома понадобится при минимальном соотношении площади стен к объему дома. То есть теоретически самая «экономная» сточки зрения обогрева форма — шар. Построить шарообразный дом почти нереально. Из разумных решений наиболее экономная форма — приближенная к кубу. То есть это дом квадратной формы, имеющий два этажа, или же квадратный дом с мансардой.
Правильные стены
Чтобы меньше тратить на отопление, стены дома должны, с одной стороны, быть теплыми (препятствовать проникновению холода), с другой — аккумулировать тепло. Для достижения этой цели важны как конструкция стен, так и свойства стеновых и теплоизоляционных материалов.
Так, например, утеплители (минеральная вата, пенополистирол) отлично препятствуют потерям тепла. В то же время они не способны накапливать его. Поэтому каркасные конструкции, полностью заполненные теплоизоляционным материалом, сточки зрения энергоэффективности не идеальны. Лучшая конструкция — это утепленная кладка: кирпич (или другой кладочный материал) — аккумулирует тепло, теплоизоляционный материал — защищает стену от холода.
Утепление
Если говорить о повышении энергоэффективности существующих зданий, утепление стен — один из первых пунктов в программе реконструкции, так как утеплить стены возможно практически в любом уже построенном доме. Однако важно помнить, что утеплить дом необходимо со всех сторон — стены, перекрытия, крышу. Вкладывая средства в утепление, важно получить правильный эффект — инвестиции должны быть разумными и окупаемыми. Поэтому надо выбрать правильную толщину слоя утеплителя.
Для энергосберегающего дома толщина утеплителя составляет:
— стены и пол на грунте — 20 см,
— крыша (наклонная или плоская) — от 30 см.
По стандартам пассивного дома толщина утеплителя составляет:
— для стен и пола на грунте — 30 см,
— для кровли — 40 см.
Отметим, что данные нормы справедливы для теплоизоляционных материалов с высокими теплоизоляционными свойствами — с коэффициентом теплопроводности не более 0,04 Вт/(м*К).
 |
 |
 |
|
Много окон — красиво, но не экономно. Помните: через окна теряется до 30% тепла. Правильное расположение, количество и размер окон позволит значительно сэкономить на отоплении |
На северном фасаде дома окон может не быть вообще. Если окна необходимы, их размеры должны быть минимальными. Такое решение позволит избежать теплопотерь |
Утеплять необходимо не только стены, но и крышу, а также пол на грунте. Слой теплоизолирующего материала на крыше должен составлять 30-40 см |
Герметичность конструкции
Утеплив дом, важно не выпускать тепло наружу. Дом должен быть максимально герметичным в нем не должно быть щелей. В пассивном доме в принципе их нет, а система вентиляции — принудительная. То есть воздух движется «по заранее спланированному маршруту».
Чтобы достичь этого, важно убрать места неконтролируемого доступа воздуха внутрь помещения. Места «риска» — оконные и дверные коробки, сами окна и двери. Они должны быть смонтированы так, чтобы не было щелей, а пустоты были заполнены монтажной пеной. Места, в которых возможно разуплотнение, герметизируют специальными лентами.
Отметим, что важно не только предусмотреть разумные решения для герметизации, но и проконтролировать правильность выполнения важных узлов. Человеческий фактор, к сожалению, может свести на нет даже правильные решения и, конечно же, затраты.
Воздухообмен происходит не только за счет случайных отверстий. Так, например, камин не может работать без поступления воздуха, необходимого для горения, а также без отвода продуктов сгорания через дымоход. Потому в пассивных домах не бывает каминов. Вернее, использование каминов возможно, но специальных — мощностью не более 3 кВт, с закрытой топкой и системой независимой подачи воздуха для горения прямо в топку непосредственно с улицы. Оборудовать камин такой системой в уже существующем доме возможно, но это потребует определенных затрат и усилий.
Теплые окна в правильном месте
Огромное количество тепла в холодный период года уходит из дома сквозь окна — как минимум в 6 раз больше, чем через стены. Поэтому в целях экономии на отопление стоит потратиться на теплые окна. Наряду с утеплением стен, это очень серьезная статья экономии — новые окна окупятся.
Для пассивного дома требования к сопротивлению теплопередаче окон (R) — 1,25 м2*К/Вт. Такие окна еще редкость для рынка, да и стоимость их высока. Однако стоит помнить, как они сделаны, и при выборе окон обращать на это внимание. Рамы таких окон выполнены из более широкого профиля, в котором предусмотрено большее количество (5-8) камер. Камеры могут быть не полыми, а заполненными термоизоляционным материалом.
Стеклопакеты также должны быть «теплыми». Поэтому стоит выбрать окна минимум с двумя камерами (тремя стеклами), пространство между которыми заполнено инертным газом. Снизить потери тепла можно не только благодаря качеству окон, а также за счет их количества, площади и ориентации.
Рекомендуется отказаться от окон или свести их площадь к минимуму на северном фасаде. На западном и восточном фасадах также стоит размещать не слишком большие окна. Максимальное их количество должно приходиться на южную сторону. Кроме снижения теплопотерь, это позволит «впустить в дом» максимальное количество солнечной энергии. Величина коэффициента светопроницаемости окон должна быть более 50%.
 |
 |
 |
|
Зимний сад, веранда, остекленная галерея могут служить буферными зонами, позволяющими экономить тепло. Даже в неотапливаемых помещениях теплее, чем на улице. Следовательно, стена отапливаемого помещения будет остывать слабее. |
Мостики холода могут образовываться в местах соединения различных по тепловым характеристикам материалов. Чтобы избежать потерь тепла, требуется дополнительное утепление металлических элементов, монтируемых в стену |
Внутри термоблоков из пенополистирола прокладывается арматура, после чего пустоты заливаются бетоном |
Долой мостики холода!
Дом утеплен, окна отличные, но тепло все же уходит? Часто домовладельцы не задумываются о том, что в местах соединения конструкций могут возникать так называемые мостики холода. Например, металлические перила, одним краем закрепленные в стене, делают дом значительно более холодным. Но как? Почему?
В местах соединения различных материалов (например, в месте крепления металлического элемента к кирпичной стене) материалы с более высокой теплопроводностью (металл) снижают термическое сопротивление всей конструкции. Появляется участок, который охлаждается сильнее, чем остальная конструкция, — создается температурный мост, или мостик холода.
Мостики холода могут возникать:
— в местах, где отсутствует изоляция или ее толщина различна;
— в местах монтажа окон и дверей, в перемычках;
— там, где соединяются детали конструкций (например, балконные плиты примыкают к перекрытию, балюстрада крепится к стене).
Стоит проверить конструкцию всего дома на предмет наличия мостиков холода. Если они есть, следует дополнительно утеплить эти места.
Вентиляция
Мы уже говорили о том, что с целью экономии на отоплении нужно контролировать потоки теплого и холодного воздуха. Вентиляция необходима. И в экономном доме она особенная — принудительная. По всему дому прокладываются воздуховоды. Потоки воздуха направляют так, чтобы он сначала поступал в главные жилые помещения, затем проходил через вспомогательные и в самом конце попадал в помещения с повышенной влажностью (кухня, ванная, санузел), а оттуда выводился наружу как отработанный. Делают это с помощью вентиляторов. Но основной ресурс экономии — это регулировка температуры свежего воздуха: зимой — подогрев, летом — охлаждение. Достигается это с помощью рекуператоров.
Принцип их работы таков: потоки отработанного теплого воздуха нагревают поступающий в дом более холодный воздух посредством теплообменника. Оба потока нагнетаются с помощью вентиляторов. Система рекуперации позволяет сэкономить несколько тысяч киловатт-часов энергии в год.
Аккумуляторы тепла
Речь пойдет не только и не столько о солнечных батареях и коллекторах, позволяющих экономить, получая и аккумулируя «бесплатную» энергию. Конечно же, за альтернативными источниками будущее. Но экономить можно уже сейчас, не дожидаясь этого самого будущего.
Аккумулировать тепло может обычная кирпичная или каменная стена, находящаяся напротив окна. Нагреваемая солнцем за день, ночью она будет отдавать тепло. Стоит помнить о свойстве материалов аккумулировать тепло и использовать его с пользой.
Что же можно сделать в уже существующем доме — не перестраивать же его! Перестраивать не стоит, а, например, подобрать для стены, находящейся напротив южного окна, более темный цвет (чтобы стена сильнее нагревалась) вполне возможно и очень просто. Или же расположить около дома живописную горку камней, которые за день нагреются, а ночью не дадут дому слишком охладиться. В общем, тут открывается простор для фантазии, находятся решения, зачастую не требующие больших капиталовложений, при этом весьма эффективные.
Дом всегда можно улучшить — золотое правило, приводящее к положительным результатам. Дом может стать красивее, удобнее и, если подойти к делу с умом, экономнее. Решаясь на реконструкцию, взвесьте «за» и «против». При правильном подходе потраченные средства обязательно окупятся, а обновленный дом порадует новым уровнем комфорта.