Ваш сайт

» Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению

Опубликовано 10-09-2013, 22:30 в раздел ---
Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблениюНесмотря на то что экономия энергии - задача мирового значения, единого международного стандарта на её расход для отопления жилища пока не выработано. Известно лишь, что, чем лучше дом утеплён и чем он более герметичен, тем меньше тепла идёт на его обогрев.

И ещё - количество требуемого тепла зависит от климатических условий: чем севернее местность, где расположен дом, тем выше будут затраты энергии для достижения в нём нужной температуры. Потребление тепловой энергии оценивают её удельным расходом, выражаемым в кВтч/м2 за год, а точнее, за отопительный период года. Финский центр технических исследований VTT сравнил по данному показателю дома низкого энергопотребления в трёх европейских странах.

Наш Федеральный закон ФЗ-№ 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности...» не допускаете 1 января 2011 г. ввод в эксплуатацию домов, не соответствующих требованиям энергоэффективности. Это позволит сократить энергопотери через основные конструкции зданий (см. рисунок) в 2-2,5 раза. В СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» установлены классы энергоэффективности А, В и С для новых и реконструируемых домов, а также классы D и Е для уже существующих. Но показатели отечественной и европейской классификации несколько отличаются, поэтому сравнивать жилища даже одного класса довольно сложно.

О сопротивлении теплопередаче строительной конструкции

Качество утепления дома оценивают величиной, которую называют сопротивлением теплопередаче R0 стены, окна, крыши или цоколя. Она измеряется в м2°С/Вт и обратно пропорциональна теплопроводности конструкции. Чем больше R0 , тем экономнее расходуется тепло, выделяемое на нагрев дома, и тем меньше его утечёт на улицу. В средней полосе России минимально допустимое значение R0Tp для стен и крыши 3,2 м2-°С/Вт, а для окон -0,52 м2°С/Вт. Можно ли жить в доме с более низким значением R0Tp? Можно, но тепло в нём будет только вблизи источника энергии, а у стен холодно так же, как и на улице. Тепловая энергия, вырабатываемая системой отопления, будет через стены и потолок быстро уходить в атмосферу, то есть расходоваться впустую. О хозяине такого жилья говорят, что он расточителен, поскольку отапливает ещё и улицу.

Стены, за которыми тепло

Стены в доме с низким энергопотреблением должны иметь величину R0 большую, чем нормативная для данной местности. Вот почему традиционные строительные материалы (бревно, брус, кирпич, железобетон -монолитный и с несъёмной опалубкой, газо- и пенобетонные блоки соответствующей толщины) становятся частью многослойных стеновых конструкций. Основной материал обеспечивает прочность на сжатие и жёсткость коробки дома, а утеплитель и навесной фасад с вентиляционным зазором повышают сопротивление теплопередаче. Стена получается легче, чем сложенная, скажем, только из кирпича, но не дороже. Каркасные и каркасно-щитовые здания, возведённые по «многослойной» технологии, хоть и обладают более низкой прочностью на сжатие по сравнению, например, с брусовыми, но могут превосходить их по теплозащитным свойствам при меньшем весе и толщине стены. Последние два показателя позволяют ставить такие дома на более дешёвые и быстро возводимые фундаменты.

Утеплитель, герметичность и тепловизионный анализ коттеджа

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


В качестве утеплителя многослойных стен, полай крыши используют минеральную вату (согласно ГОСТ 52953-2008 «Материалы и изделия теплоизоляционные...» это может быть стеклянная, каменная (базальтовая) и шлаковая вата) либо целлюлозную вату (эковату), изготавливаемую из макулатуры. Слой такого утеплителя должен составлять не менее 200 мм. Минеральную вату обычно поставляют в виде плит или матов толщиной 50-100 мм, а эковату закачивают под давлением через шланге помощью выдувной машины, создавая сплошной теплоизоляционный слой любой толщины. Изнутри дома утеплитель накрывают паропроницаемой плёнкой для прохождения сквозь него избытков влаги из помещения, а снаружи - гидроветрозащитной плёнкой для предохранения от влаги из атмосферного воздуха. Влага, поступающая с двух сторон, не должна конденсироваться на или в утеплителе, вызывая его намокание: мокрая теплоизоляция более чем на порядок лучше проводит тепло, чем сухая. Поэтому между утеплителем и декоративным фасадом предусматривают воздушный зазор 30-40 мм с хорошей вентиляцией, которая будет уносить выделяющуюся влагу вместе с потоком воздуха в атмосферу.

Кроме теплоизоляции, важна ещё герметичность стен, крыши и цоколя, что исключает их промерзание, отсыревание, преждевременное разрушение и дополнительные потери тепла. Так, заполнение межвенцовых зазоров в брусовых и бревенчатых домах шовным герметиком с предварительной укладкой шнура из экструдированного полиэтилена («Энергофлекс», Tri-Rod) снижает расходы на отопление на 30% при герметизации стен с одной стороны и на 50% - с обеих сторон. Данный продукт поставляют на наш рынок американские компании WEATHERALL и PERMA-CHINK, финская FIN WOOD, немецкая REMMERS и отечественные «РОГНЕДА», «САЗИ», «ЕВРОТЕХ» и др. Щели, трещины, зазоры, неплотности прилегания и другие дефекты строительных конструкций, через которые тепло просачивается на улицу, бывает трудно обнаружить визуально или на ощупь. Сделать это можно с помощью термограмм, выведенных на экран инфракрасного тепловизора. По характеру их цветовой окраски определяют температуру в любой точке наружной поверхности дома. Так, синий и голубой цвета свидетельствуют о низких потерях тепловой энергии, а красный - о максимальных.

Устройство теплосберегающего фундамента

Правильная теплоизоляция фундамента поддерживает температуру 5-10 °С под черновым полом первого этажа без дополнительного обогрева. Воздействие грунтовых вод исключают на этапе строительства при помощи обмазочной или оклеечной гидроизоляции (битумные и полимерно-битумные материалы). Фундамент обычно утепляют плитами из экструдированного пенополистирола, обладающего низкой теплопроводностью (не выше 0,032 Вт/м2С), значительной прочностью на сжатие (0,25-0,5 МПа при 10%-ной деформации), практически нулевым водопоглощением и уникальной морозостойкостью (до 500 циклов). Размеры плит: длина - от 1200 до 3000 мм, ширина -600 мм, толщина - от 30 до 120 мм (для уте пленияфундамента достаточ н о толщины 50 мм). На отечественный рынок данный продукт поставляют URSA (Испания), DOWCHEMICAL (CLUA), BASF (Германия), «ТЕХНОНИКОЛЬ», «ПЕНО-ПЛЕКС» и TEPLEX (все - Россия). По утверждению производителей, плиты прослужат не менее 50 лет. Оптимальным вариантом является малозаглублённый плитный фундамент. После гидроизоляции он представляет собой монолитную железобетонную плиту толщиной 120-250 мм с формой профиля в виде буквы «П», пространство внутри которой заполнено слоем (50100 мм) экструдированного пенополистирола.

Комфортный воздухообмен и «синдром больного здания»

По оценкам экологов, домашний воздух в 4-6 раз грязнее и в 8-10 раз токсичнее атмосферного. При некомфортном микроклимате у жильцов может появиться так называемый синдром больного здания (СБЗ) из-за насыщенности воздуха взвешенными частицами (пыль, пыльца, микроорганизмы) и повышенной концентрации углекислого газа. Исключить опасность СБЗ при экономном расходе тепловой энергии поможет принудительный воздухообмен с предварительным подогревом свежего воздуха в холодное время года. Такой воздухообмен создают одним из трёх способов механической вентиляции -с рекуперацией тепла, по технологии адаптивного расхода приточного воздуха и с помощью гибридной системы вентиляции.

Многослойная крыша

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


Более лёгкий тёплый воздух всегда поднимается под крышу дома. Если ему не дать просочиться через кровлю в атмосферу, то в помещениях будет тепло. По аналогии с тёплыми стенами, крышу также делают многослойной, причём изнутри здания сначала идёт слой пароизоляции, затем утеплитель, а ближе к кровле - гидроветрозащитная паропроницаемая мембрана. Чтобы последняя не сползала, её прижимают к стропильным ногам брусками контробрешётки. Такие мембраны на нашем рынке представлены изделиями Delta (DORKEN, Германия), Tyvek (DU PONT, Люксембург), «Ютафол» (JUTA, Чехия), Elkatek (ELTETE, Финляндия), Divoroll (BRAAS, Германия) и др. Между гидроветрозащитой и кровлей обязательно оставляют вентиляционный зазор, через который удаляется как влага, попадающая через кровлю, так и внутренняя, конденсирующаяся из тёплого воздуха.

В качестве утеплителя обычно используют плиты (или маты) из каменного или стеклянного волокна, которые обеспечивают не только хорошую теплозащиту крыши, но и пожаробезопасность, поскольку относятся к категории негорючих материалов (НГ). Толщина теплозащитного слоя берётся для каждой климатической зоны своя, для средней полосы России, например, она должна быть не меньше 200 мм. Плиты укладывают в несколько слоев с нахлёстом не менее 50 мм. На нашем рынке утеплитель из каменного волокна предлагают компании ROCKWOOL(Дания), PAROC (Финляндия), NOBASIL (Словакия), ISOROC, KNAUF, «ТЕХНОНИКОЛЬ» (все - Россия), а из стеклянного - ISOVER (Франция), URSA (Испания) и др. И маты, и плиты необходимо установить враспор между стропилами для исключения контакта тёплого воздуха с холодной кровлей. Они должны обладать упругостью и не сминаться, чтобы не изменить форму при эксплуатации и компенсировать неровности стропильных ног. При изготовлении их пропитывают гидрофобизирующими составами, чтобы исключить намокание материала при транспортировке и монтаже.

Энергосберегающие окна и оконные роллеты

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


Стекло занимает свыше 85% площади окна и должно не только пропускать солнечный свет, но и сохранять домашнее тепло. Сопротивление теплопередаче окна гораздо ниже, чем у стен, поэтому через него дом теряет более трети всей рассеиваемой тепловой энергии. Рамы из дерева, ПВХ или алюминия с терморазрывом могут служить преградой холоду, а вот теплопотери через стекло снижают тремя способами: заменой одиночных стёкол стеклопакетом, увеличением толщины и количества стёкол с закачкой осушенного воздуха или инертного газа между ними, а также установкой низкоэмиссионного стекла для повышения отражения длинноволнового ИК-тепла из помещения. Для средней полосы России достаточно двухкамерного стеклопакета толщиной от 36 мм с одним низкоэмиссионным стеклом. Ещё одной преградой теплопотерям могут служить рольставни из алюминиевого профиля с наполнителем, а также воздушная прослойка между наружным стеклом и этим профилем.

Вентиляция с рекуперацией тепла

Рекуперация тепла подразумевает теплообмен между удаляемым из помещения тёплым воздухом и свежим холодным, подаваемым с улицы. Этот процесс осуществляется в рекуператоре, обеспечивающем коэффициент теплосбережения 0,7-0,8, а в отдельных случаях и 0,92. Ряд конструкций рекуператора, например с пластинчатым теплообменником из гигроскопической бумаги, позволяет сохранять не только тепло, но и влагу, что особенно актуально в зимнее время, когда атмосферный воздух довольно сухой.

Но у рекуперации есть два недостатка для наших широт. Во-первых, её максимальная эффективность достигается при небольшой разнице температур (12-15 °С) отработанного и свежего воздуха. В противном случае нагреть холодный приточный воздух за счёт одной рекуперации не удастся. Придётся включать электрокалорифер, а то и два мощностью 3-5 кВт, чтобы догревать поступающий с улицы воздух. Такое тепло обойдётся в 3-4 раза дороже, чем от сжигания газа. Во-вторых, та же разница температур приводит к выпадению на теплообменных пластинах рекуператора конденсата, который в зимнее время замерзает и превращается в наледь. Для его размораживания используется тот же тёплый отработанный воздух, а приточный в этот период будет нагреваться электрокалорифером без рекуперации, и хотя следит за всем автоматика, но процесс занимает приблизительно треть времени работы вентиляции. По этим двум причинам в условиях средней полосы России итоговый коэффициент рекуперации не превысит 0,2-0,3.

Геотермальные ТН круглогодичного использования

Они аккумулируют тепло с помощью вертикального зонда или горизонтального коллектора, уложенных в грунт. В первом случае трубопровод опускают в одну глубокую скважину или несколько неглубоких и бетонируют специальным раствором, при этом главное - получить в сумме расчётную глубину. Среднее значение теплоотдачи 50-60 Вт с метра глубины, и для ТН на 10 кВт потребуется скважина в 200 м. Горизонтальный коллектор зарывают в землю на 20 см ниже глубины промерзания, укладывая змейкой, с минимальным расстоянием между петлями 0,6-1,0 м. Ориентировочное значение теплоотдачи 20-30 Вт с 1 м2 площади ,идляТНна10 кВт понадобится до 500 м трубопровода, например, на площади 4-6 соток.

Дешёвое тепло от теплового насоса

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


Низкопотенциальная тепловая энергия земли доступна практически повсюду, но для её эффективного использования требуется создать тепловой насос (ТН). Он назван так потому, что «качает» тепло в дом из природных аккумуляторов солнечной энергии - грунта, воздуха или воды. Основное его преимущество по сравнению с источниками тепла на традиционном топливе (газе, угле, солярке, паллетах, дровах) в том, что энергия не преобразуется, а лишь меняется агрегатное состояние теплоносителя, поэтому на 1 кВт электрической энергии ТН вырабатывает 4-5 кВт тепловой. При условии нагрева теплоносителя до 45 °С ТН пригоден для отопления и горячего водоснабжения коттеджа, теплопотери в котором не превышают 6080 Вт м2, так что здание должно быть хорошо утеплено. Моноблок ТН займёт в котельной не больше 2 м2 площади и будет издавать шум во время работы на уровне 50 дБА. Тепловые насосы поставляют на отечественный рынок WATERKOTTE, VAILLANT, VIESSMANN, STIEBEL ELTRON, BUDERUS (все - Германия), OCHSNER (Австрия), IVT, NIBE (обе - Швеция), CLIMAVENETA

(Италия), «ЭНЕРГИЯ», «ЭКИП» (обе - Россия) и др. При желании совместить отопление с системой горячего водоснабжения придётся использовать бивалентную систему, где вместе с ТН будет работать дополнительный котёл на любом виде топлива для догрева воды до 6575 °С, Электрические нагреватели (ТЭНы) уже установлены в некоторых моделях ТН.

Энергия «вечного» двигателя

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


Эффективно использовать солнечную энергию «вечного» двигателя - солнца, преобразуя её в электрическую, позволяет фотоэлектрический модуль (ФЭМ). Различают два типа ФЭМ - кристаллический (моно- и поликристаллический) и тонкоплёночный (из аморфного кремния, теллурида кадмия и др.). КПД монокристаллического составляет 13-15%, и он оптимален по соотношению «цена - качество», поликристаллического - 16-18%, он долговечнее, но и дороже. У плёночных ФЭМ самый низкий КПД (6-8%), они вырабатывают самую дешёвую электроэнергию, при этом площадь поверхности пластин должна быть в 2-2,5 раза больше, чем кристаллических.

Модели ФЭМ обоих типов на наш рынок поставляют немецкие фирмы SH СО, VIESSMANN, VAILLANT, BUDERUS, а также отечественные «ТЕЛЕКОМ-CTB», «СОЛАРИННТЕХ», «РЗМКП» и др. Их стоимость в среднем составляет 80 000-130 000 руб. на 1 кВт установленной мощности. Монтируют ФЭМ на крыше, стенах коттеджа и построек на участке, в качестве козырьков, на специальных опорах. ФЭМ достигает максимальной мощности 300 Вт и вырабатывает постоянный ток. Для получения более высокой мощности и её накопления объединяют несколько ФЭМ в батарею, а для преобразования постоянного напряжения в переменное 220 В используют инверторный источник бесперебойного питания (ИБП).

Управляет всей системой контроллер, который вовремя дозаряжает аккумуляторную батарею и исключает её перезаряд. Существует три варианта применения ФЭМ - в качестве резервного, основного или дополнительного источника электроэнергии. В первом случае его включают при перебоях в работе централизованной электросети, во втором он обеспечивает полную независимость жилья от централизованной электросети, что, кстати, не так просто, и в третьем - служит палочкой-выручалочкой при нехватке выделенной мощности.

Инверторные источники бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания (ИБП) совмещает функции накопителя и источника электроэнергии. Он состоит из инвертора, нескольких аккумуляторных батарей, подзаряжаемых от внешнего источника, зарядного устройства, которое согласует батареи с источником питания, и встроенного контроллера. ИБП может питаться от централизованной электросети, солнечных и ветровых батарей, гидроустановки, а главное - от генератора любого типа: бензинового, газового или дизельного. При обесточивании сначала ИБП переключается на энергию, накопленную в аккумуляторах, и только когда та подходит к концу, запускает генератор. Можно 5-10 ч питаться от генератора, а потом переключиться на энергию, накопленную в аккумуляторах. Причём всё происходит автоматически, без участия человека. ИБП поставляют на отечественный рынок EATON, OUTBACK POWER SYSTEMS, TRIPP LITE (все - США), VICTRON ENERGY, CYBER POWER SYSTEMS (обе - Голландия), STUDER INNOTEC (Швейцария), XANTREX (Канада) и др. Срок службы оборудования - 10 лет и более. Система не занимает много места - полный комплект можно без проблем смонтировать под лестницей, но только в отапливаемых помещениях. Важно следить за чисто той, чтобы пыль не забивалась в вентиляционные решётки ИБП.

Использование дождевой воды

Состав дождевой воды зависит от степени загрязнения атмосферы над данной территорией. В лучшем случае она содержит в 4 раза меньше вредных веществ, чем водопроводная, а её жёсткость примерно в 20 раз ниже, чем у колодезной, поэтому в бытовых приборах не образуется накипь. Чаще всего дождевую воду используют как техническую, храня её в наземных ёмкостях из полиэтилена объёмом от 750 до 2000 л или подземных резервуарах на 3000 л. Последние пребывают в стабильном тепловом режиме, жизнеспособность присутствующих в воде микроорганизмов в них снижена. При длительном отсутствии осадков в ёмкости заливают водопроводную воду, поэтому следует предусмотреть автоматическую систему их наполнения.

Бытовой газовый электрогенератор

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


Он отличается от бензинового и дизельного аналогов более низким уровнем шума при работе (на 5-8 дБ), что позволяет располагать его вблизи коттеджа. Цена всех типов агрегатов сопоставима. Обычно это газопоршневая установка, основой которой является двигатель внутреннего сгорания, рассчитанный для повторно-кратковременной или постоянной работы. В первом случае модель снабжена воздушным охлаждением и может выступать только в качестве резервного (аварийного) источника электроснабжения, нуждаясь в периодических остановках. Жидкостное охлаждение обеспечивает возможность постоянного функционирования агрегата в течение примерно недели, после чего необходима остановка для замены масла. Большинство моделей может работать как на магистральном метане, так и на сжиженной смеси пропана и бутана. По степени защиты от внешней среды бывают установки открытого типа или с капотом, прикрывающим двигатель от осадков.

Газ магистральный и газ сжиженный

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


Если к дому не подведено централизованное теплоснабжение, то оптимальным вариантом будет газовое отопление. У нас в стране «голубое топливо» - самый дешёвый и безопасный источник тепла, который используют в быту для получения энергии от электрогенераторов, работы кухонных плит, но самое главное - для отопления и снабжения горячей водой. Единственное условие - наличие рядом магистральной газовой трубы и возможность подключения к ней.

На данный момент в стране газифицировано почти 2/3 жилых объектов, и процесс этот не замедляется. При отсутствии магистрального газа обеспечить бесперебойное электропитание систем отопления и горячего водоснабжения коттеджа позволит автономная газификация на базе газгольдера. Он представляет собой стационарную, обычно подземную ёмкость на 2-9 м3, наполняемую СУГ, откуда топливо подаётся в дом по локальному газопроводу до котельной, кухни либо газового электрогенератора. Использование данной системы газоснабжения гарантирует высокое и стабильное давление газа, в отличие от магистрального. Стоимость таких систем варьируется от 240 до 450 тыс. руб. при сдаче «под ключ» за 15-30 дней.

Необходимо учитывать, что газгольдер должен иметь высокую горловину и толщину стенок резервуара не менее 8 мм (так называемый усиленный тип), а также ревизионный люк. Всё это особенно важно в условиях холодных зим и при высоком уровне грунтовых вод. В таком случае резервуар прослужит не менее 20 лет, а при заполнении его качественным газом и своевременном сервисном обслуживании и все 35-45 лет. Но есть и своя особенность: европейские требования к сжиженному топливу G30, G31 и отечественные по ГОСТ Р 52087-2003 не совпадают. Это следует учитывать при покупке импортных котлов на сжиженном топливе.

Камин, аккумулирующий тепло

Экологично? Экономично! Классификация жилых домов по энергопотреблению


Камин создаёт уют и предоставляет возможность созерцать пламя, но конструкция с открытой топкой обладает малым КПД и как источник тепла не годится. Для повышения КПД устройства вплоть до 95% необходимо использовать топку закрытого типа и правильно подобрать теплоаккумулирующие материалы, во-первых, для самой топки, во-вторых, для дымовых каналов, которые придётся к ней пристроить, и наконец, в-третьих, для наружной оболочки. Так, для топки нужен специальный печной шамот (не индустриальный) в форме плит толщиной 60-90 мм. Их соединяют между собой по принципу «шип - паз» на растворе. Короб топки можно выполнить из талькомагнезита или талькохлорита, чугунных плит либо листов жаропрочной стали. Лабиринт из пристроенных к топке дымовых каналов длиной 1,5-6 м способствует дополнительному отбору тепла у дымовых газов. Для каналов также используют печной шамот толщиной 30-40 мм или плиты из талькомагнезита (талькохлорита) толщиной 60 мм, если из них же сложен короб топки. Для наружной оболочки подойдут разные материалы, например печные изразцы. Пристраивают её с зазором или без, причём в первом случае оболочка является самонесущей.
 
24 сентября 2013 01:34

Tramontana

Статья большая и информативная. А мне вот хотелось бы знать, а как быть на счет круглого дома? Я забыла как их правильно называют. Мне знакомы все уши им проел. Говорит, что по энергосбережению очень даже хорош: т.к у него нет углов, меньше прогревать надо.
28 сентября 2013 10:30

Софи

Действительно зимой поддержать тепло в доме очень тяжело. На помощь приходит очень много способов обогрева описанных выше. Кстати о многом я и не слышала. Лично моя мечта поставить солнечные батареи, т.к. дом находится на солнечной стороне и в открытой местности - это будет плюсом. Но к сожалению это еще до нас не дошло, надеюсь в скором будущем обязательно все будет.
4 октября 2013 01:14

София

Да,статья действительно очень хорошая!Много можно нового узнать.Правда,не очень разбираюсь во всех этих терминах.Главное ведь,чтобы жилось тебе в этом доме удобно и комфортно,и,хотелось бы,чтобы и экологии вред не наносить постройками.Хотя денег такое удовольствие-такая технология-стоит немалых,но,считаю,что эти затраты себя оправдывают.А насчёт тепла,соглашусь с комментарием выше,зимы у нас суровые.Поэтому желательно иметь тёплое семейное гнёздышко.
31 октября 2013 01:12

раиса

Статью читала очень внимательно и с блокнотом-делала пометки.Ведь я совсем недавно купила домик,ему уже немало лет и сейчас самая основная наша задача перед зимой-как следует утеплить,чтобы меньше дров ушло и ребёнок не болел.Здесь почерпнула массу полезного,что нам очень пригодится.
Собираетесь ли приобрести квартиру в течении года?
1 комнатную
2-х комнатную
3-х и более комнатную
У меня есть собственная квартира
Мой особняк лучше
Съезжать от родителей не собираюсь
Мне и в шалаше не плохо
Популярные тэги
Популярные материалы:
    Нарезка стекла