Десять правил энергосбережения

Дом, для отопления которого потребуется мало тепловой энергии, с самого начала необходимо строить, помня о главных «заповедях» энергосбережения.

Количество энергии, затрачиваемое на строительство дома, можно разделить на три основные составляющие:

• 29% – это само строительство и строительные материалы;
• 32% – отопление и нагрев воды;
• 39% – эксплуатация дома.

Как видно, отопление и эксплуатация дома занимают существенную часть затрат – более 70%. И чтобы их уменьшить, дом следует утеплять. И чем больше средств мы потратим на утепление дома в процессе строительства, тем меньше будем тратить на его обогрев за все время эксплуатации.
Теоретически любой дом можно утеплить так, чтобы он стал не только энергоэффективным, но и пассивным, то есть нуждался в настолько небольшом количестве тепла, что для его обогрева не понадобится система отопления. Это требовало бы невероятно высоких капиталовложений, не говоря уже о технических проблемах. При этом только утепление не позволит радикально уменьшить потребление домом энергии. Чтобы сделать дом энергосберегающим, достаточно во-плотить в жизнь десять простых правил. Каждое из них в отдельности будет малоэффективным, но если реализовать все, то можно построить дом, в котором затраты на отопление не «ударят по карману».

1. Не стройте большой дом.
Отказ от дома, имеющего большую площадь, – это самый простой способ сооружения дома, дешевого в строительстве и эксплуатации. Независимо от того, насколько теплым будет по-строенный дом, расходы на отопление всегда будут тем больше, чем большую площадь придется отапливать.

2. Пусть его форма будет компактной.
Если мы хотим снизить потребность в тепле, то должны свести к минимуму его потери. А потери тепла возникают, в первую очередь , из-за того, что оно уходит через ограждающие конструкции дома: стены , крышу, пол, окна и двери. Чем меньше площадь этих поверхностей, тем меньше потери тепла, тем меньше его требуется для обогрева дома. Поэтому, чтобы построить энергосберегающий дом, его форма должна быть такой, чтобы соотношение площади наружных поверхностей здания к его объему (A / V) было минимальным. Это значит, что дом должен иметь простую, компактную форму, например, приближенную к шестиграннику (идеальной с этой точки зрения является форма шара, но в таком доме жить было бы сложно).
Нужно учитывать, что самые большие потери тепла возникают в углах и преломлениях стен и крыши. Нужно создавать проект так, чтобы их было как можно меньше. Поэтому лучше избегать крыш сложной формы – наи лучшей будет двухскатная, или даже односкатная наклонная крыша.
Потребность в тепловой энергии возрастает также из-за большой высоты помещений. Пространство над нашими головами приходится отапливать, хотя мы им не пользуемся. Поэтому высота этажей должна быть не слишком большой, но при этом соответ ствовать нормам и быть комфортной для проживания. Неблагоприятными с точки зрения энергосбережения являются одноэтажные дома. За отопление двухэтажного дома или дома с жилой мансардой в год придется платить гораздо меньше, чем за отопление одноэтажного дома аналогичной жилой площади и утепленного таким же образом.

3. Самый большой фасад разместите с юга.
Практически неисчерпаемым и самым большим источником энергии является солнце. За тепло, которое оно нам дает, не нужно платить. Чтобы использовать его для обогрева дома, нужно разместить здание так, чтобы наибольшее количест во солнечных лучей как можно дольше падали на самую большую его часть. Из-за формы и расположения участка не всегда можно сделать так, чтобы самый большой фасад находился с южной стороны. Отклонение на 15° не окажет заметного влияния на количество поступающего в дом тепла. В украинских условиях самое большое отклонение от оси восток-запад, при котором солнечное излучение является еще в меру благоприятным, составляет 20° – в северном направлении и 35° – в южном направлении.
В то же время стоит позаботиться, чтобы площадь фасада с северной стороны была как можно меньше. Этого также можно достичь, например, путем сооружения односкатной крыши (со скатом, ориентированным в северном направлении) или, если дом расположен на склоне холма, путем частичного углубления северной стены в грунт.

4. Остекленные участки поверните в сторону солнца.
Даже через самые современные окна уходит больше тепла, чем через стены. Чтобы сохранить тепло в доме, в окнах должны быть установлены низкоэмиссионные стекла, которые могут пропускать внутрь помещений солнечную энергию и не выпускать тепло наружу. Окна, устанавливаемые в энергосберегающих домах, должны иметь многокамерный профиль и стеклопакет, состоящий из двух или трех стекол, пространст во между которыми заполнено инертным газом. Сопротивление теплопередаче R всего окна должно быть не менее чем 0,77  м²•K/Вт. Сегодня компании, производящие оконные профили, стремясь повысить их теплоизоляционные параметры, заполняют камеры профилей термическими вкладышами и армируют их не металлом, а композитными материалами. Это влияет на энергоэффективность оконной рамы и окна в целом.
Поскольку окна не только теряют тепло, но и позволяют солнечным лучам проникать внутрь дома, стоит располагать их с южной стороны. С востока и запада количество тепла, получаемое от солнечного света, уже не такое большое, потому что утром и вечером солнце находится ниже горизонта. Расположение окон на восточном и западном фасаде уже не влияет так сильно на количество получаемого тепла – в общем балансе оно может только покрывать потери тепла, уходящего через окна, значит, увеличение площади окон не принесет энергетической выгоды. На северном фасаде лучше вообще отказаться от окон – здесь нельзя рассчитывать на получение тепла от солнца, и оно не компенсирует увеличенные потери тепла через окна, ориентированные на север.

5. Не затеняйте окна.
Одно только наличие окон на солнечной стороне дома не гарантирует успеха. Бывает и так, что на протяжении большей части дня они будут оставаться в тени соседнего здания или деревьев и тогда польза от них будет такой же, как от окон, которые находятся с севера. Длина тени, отбрасываемой объектом высотой 5 м в наихудшем случае (21 декабря) составляет 19 м. (Подробно об этом смотрите в журнале «Муратор» №2/2012, стр. 50). Эту проблему сложно решить – сосед не перенесет дом и вряд ли захочет срезать свои деревья. Но можно устранить другую распространенную причину затенения окон – отказаться от широких свесов кровли. В энергосберегающих домах (особенно пассивных, то есть с экстремально низкой потребно стью в тепле) архитекторы проектируют крыши практически без навесов, отсюда характерные «современные силуэты» этих домов. Не всем они нравятся, но чтобы добиться экономии энергии, с чем-то приходится мириться.
И следует помнить, что заглядывающее в окна солнце, так желательное зимой, будет мешать летом. Ведь широкие свесы защищают помещения от избыточного перегрева. Вместо них необходимо установить на окна передвижные защитные средст ва – маркизы или роллеты, которые, как правило, демонтируют зимой. Регулировать проникновения солнечных лучей в дом поможет и продуманное расположение растений на участке. Лиственные деревья и кусты, дающие тень, могут затенить от солнца южный фасад летом, а зимой они не будут отбрасывать на него тень и пропустят в дом солнечную энергию.
Большое значение имеет угол, под которым солнечные лучи падают на поверхность: чем он больше, тем больше лучей попадает на пол. Зимой лучи под значительно меньшим углом падают на вертикальные или горизонтальные поверхности внутри помещений, чем летом. Чтобы они достигали не только пола, но и стены, аккумулирующей тепло, а также для получения большего количества солнечной энергии окна нужно устанавливать повыше.

6. Стройте из материалов, аккумулирующих тепло.
В доме должно быть тепло не только тогда, когда светит солнце. Очень важно, чтобы дом аккумулировал это тепло, иначе после заката солн ца или даже в облачную погоду в доме сразу же почувствуется его дефицит. В кирпичных домах аккумуляторами тепла являются стены, пол и перекрытия. Особенно важную роль играет стена, расположенная напротив окон, выходящих на юг. Стоит позаботиться о том, чтобы она была сооружена из материалов, хорошо аккумулирующих тепло, – из полнотелого кирпича, бетона или камня (что иногда возможно и в деревянных домах или в домах, имеющих каркасную конст рукцию). Когда прямые лучи солнца перестанут проникать внутрь дома, эта стена будет выполнять роль аккумулятора – она будет отдавать накопленное в ней за день тепло. Если стена будет массивной, этого тепла хватит даже на пару часов обогрева. Рекомендуемая толщина стены, аккумулирующей тепло, – 20–45 см. Хорошо, если это будет несущая стена, тогда не придется нести дополнительные расходы для увеличения ее толщины. Способность аккумулирующей стены поглощать излучение можно увеличить, покрасив ее в темный цвет (тогда она сможет аккумулировать на 75% больше тепла, чем стена белого цвета). При этом остальные поверхности в помещении должны быть максимально светлыми, благодаря чему они будут хорошо отражать и рассеивать свет. Наиболее эффективно использовать солнечное излучение для обогрева помещений позволит уменьшение их глубины. Для того чтобы облучение массивной стены, аккумулирующей тепло, было оптимальным, она должна находиться как можно ближе к выходящему на юг окну – на расстоянии не более, чем его высота, увеличенная в 2,5 раза. Если стена расположена дальше, рекомендуется использовать мансардные окна (при условии, что помещение находится на верхнем этаже). Кроме того, стена не должна быть заставлена мебелью, на нее не должна падать тень от крупных комнатных растений и других элементов интерьера . Хорошим аккумулятором тепла является пол, выполненный из темного камня, который в течение дня накапливает тепло, а вечером его отдает.
Элементом, аккумулирующим тепло, может быть также портал камина, находящегося напротив окна. Он должен быть выполнен из поглощающих тепло материалов, таких как кирпич или бетонные блоки.

7. Не разделяйте помещения без необходимости.
Равномерному распределению тепла способствует наличие больших открытых пространств. В домах с традиционным разделением внутреннего пространства на отдельные помещения отчетливо чувствуется разница температуры в них. В связи с этим возникает риск перегрева освещенной солнцем южной части дома при одновременной необходимости дополнительного обогрева помещений, выходящих на северную сторону . В таком случае для обеспечения теплового комфорта нужно использовать вентиляторы, которые вызывают принудительное перемещение воздуха из нагретой на солн це части дома в ту, что находится в тени. Но это невыгодное решение, учитывая расход электроэнергии и шумную работу вентиляторов.
Внутреннее пространство дома должно быть прежде всего функцио нальным. Чтобы снизить расходы на отопление, стоит приложить усилия для того, чтобы оно отвечало четырем принципам:

• зонирование – в доме должны быть выделены три зоны, в которых температура будет составлять: в первой – 16°C и ниже (там должны находиться хозяйственные и технические помещения), во второй – 18–20°C (спальни, кухня), в третьей – 20–22°C (го стиная, ванная комната);
• группирование – помещения с одинаковой температурой (относящиеся к одной зоне) должны быть смежными, то есть находиться рядом или одно над другим. Группируют также инженерные коммуникации, сводя к минимуму количество стояков;
• ориентация – расположение помещений относительно сторон света должно обеспечивать прямое проникновение в них солнечных лучей так, чтобы во время их эксплуатации солнце помогало поддерживать в доме тепловой комфорт. Более холодные, технические и подсобные помещения должны быть ориентированы на север, жилые – на юг и запад;
• создание буферной зоны – с северной, а также с ветреной стороны дома должны быть расположены помещения, которые не требуют обогрева, такие как: гараж, кладовки, подсобные помещения, место хранения топлива или помещения, относящиеся к первой зоне, то есть те, в которых температура может быть ниже 16°C. Они будут создавать буферную зону, предохраняющую другие помещения от быстрого выхолаживания.

В буферной зоне могут находиться также кухня и прачечная, поскольку в них, благодаря идущим в них процессам, образуется достаточно большое количество тепла. С южной стороны такую зону может создавать застекленная веранда или зимний сад, но это дорогостоящий вариант. Тем не менее, это решение позволяет обеспечить защиту внутренних помещений от холода. Через стены, за которыми находится такая буферная зона, уходит в два раза меньше тепла, чем через наружные стены.
Такая пристройка является не только буфером между внешней средой и внутренними помещениями дома. Она выполняет также функцию «солнечного коллектора», если для ее остекления использованы стекла с низкоэмиссионным напылением, которые пропускают внутрь помещения солнечный свет и не выпускают тепло наружу. Причиной увеличения внутренней температуры в пристройке является оранжерейный (тепличный) эффект. Это выгодно зимой, когда нагретый воздух может проникать в прилегающие помещения через дверные проемы или вентиляционные отверстия в разделяющей их стене.

8. Откажитесь от обычных балконов.
В энергосберегающих домах избегают делать балконы, плита которых соединена с перекрытием. Если плита балкона не утеплена (а на практике именно так и получается, потому что это не так просто сделать), то при таком решении возникают потери тепла, такие же значительные, как и в случае отсутствия слоя утепления на нескольких квадратных метрах наружной стены. Поэтому если вы хотите, чтобы дом имел балкон или террасу, то лучше, чтобы они имели собственную конструкцию, при этом пристраивать их нужно так, чтобы стена дома могла быть полностью теплоизолирована. Можно также соединить плиту балкона с перекрытием с помощью специальных соединений, позволяющих укладывать между ними слои теплоизоляции, но тогда определенное количество тепла будет уходить через эти соединения.

9. Тщательно утепляйте.
Сооружение дома, отвечающего описанным выше условиям, не должно быть связано с дополнительными капиталовложениями. Благодаря продуманной концепции, иногда даже путем отказа от созданного в мечтах стиля дома, можно получить экономию на его отоплении, достигающую нескольких десятков процентов, то есть порядка нескольких тысяч гривен в год. Однако радикальное снижение потребности в тепле возможно после вложения значительных средств.
В первую очередь, их нужно вложить в тщательное утепление слоем теплоизоляции соответствующей толщины стен, полов и крыши дома. Низкого показателя потребности в тепловой энергии, позволяющего отнести дом к энергосберегающей группе, не удастся достичь без покрытия стен теплоизоляционными материалами, даже если они будут сооружены из «теплых» материалов. В Укра ине стандартом является утепление стены слоем пенополистирола или минеральной ваты толщиной 10–12 см, хотя этого недостаточно.
В энергосберегающем доме толщина теплоизоляционного слоя для наружных стен должна составлять 20 см и даже больше. Пол на грунте также должен быть утеплен – его нужно покрыть слоем теплоизоляции аналогичной толщины. Еще большее значение имеет теплоизоляция крыши, потому что теплый воздух из нижних помещений поднимается вверх и при плохой теплоизоляции уносит тепло. Сегодня 25 сантиметровый слой теплоизоляции для крыши – это уже стандарт, но в пассивных домах используют слои в два раза толще.
Внимание! Теплоизоляция не защитит эффективно дом от теплопотерь, если она не будет правильно уложена или в нее будет проникать влага. Увеличение влажности теплоизоляционного материала всего на 5% снижает его изоляционные способности в два раза. Поэтому так важно правильно соблюдать технологию укладки утеплителя.
Особое внимание нужно уделить уст ранению так называемых мостиков холода, то есть мест, где изоляция прервана или выполнена хуже, чем на остальных строительных конструкциях. Они увеличивают по требность дома в энергии, поэтому там, где это возможно, их следует уст-ранить. Чаще всего мостики холода возникают в местах соединения балконных плит с перекрытием, в венцах и перемычках, примыканиях щипцовых стен и крыши (неотапливаемой части и отапливаемой), наружных и внутренних стен с фундаментом, в венцах перекрытия над подвалом, в местах крепления коробок в оконных и дверных проемах. Все они требуют старательного утепления и герметизации с использованием специальных лент. В проекте дома должны содержаться подробные указания относительно того, как это сделать, иначе исполнитель, вероятнее всего, не обратит на это внимания.
Интенсивность утечки тепла через мостики холода определяется линейным коэффициентом проникновения тепла мостика (Ψ). Например, устранение мостика холода, возникшего из-за прерывания изоляции балконной плитой, повлечет уменьшение Ψ на 0,6 Вт / (м•K).

10. Тепло из выдуваемого воздуха и стоков.
Энергосберегающие здания должны быть герметичными. Требования таких домов к герметичности определяются по формуле n50 ≤1,5 h-1, где n50 – кратность воздухообмена при разности давления воздуха снаружи и внутри дома в 50 Па, h-1 – время. Это значит, что при образовавшейся внутри и снаружи дома разнице давления 50 Ра, в течение часа, через все щели в здании количество уходящего воздуха не должен превышать 1,5 объема внутренней кубатуры дома. Чтобы дом был герметичным , нужно примыкания окон и дверей к стенам тщательно уплотнить специальными лентами. В герметичный дом свежий воздух может попадать только через систему вентиляции. Именно во время работы вентиляционной системы в результате выдувания из дома теплого воздуха возникают значительные потери тепла, сравнимые с теплопотерями, которые происходят через ограждающие конструкции. Если построить хорошо утепленный дом, который приспособлен к получению солнечной энергии, то потребность в тепловой энергии для нагрева вентиляционного воздуха будет доминировать в общем балансе энергозатрат. Добиться снижения потребления энергии можно за счет обратного получения тепла из выдуваемого воздуха, то есть рекуперации. Это обязательное условие для того, чтобы дом, использующий принудительную приточно-вытяжную вентиляцию, соответствовал стандарту энергосберегающего дома. Такая вентиляция доставляет свежий воздух, ограничивает потери тепла, позволяет уменьшить влажность воздуха внутри дома и устранить вредные загрязнения, возникающие в доме. Для стандарта энергосберегающего дома эффективность рекуперации тепла при равновесных потоках воздуха должна составлять 70%. Несмотря на то, что рекуператор и необходимая вентиляционная система не относятся к разряду дешевых уст ройств, их использование является рентабельным.
Рекуперацию тепла можно получить не только из выдуваемого воздуха, но и из стоков.

Статья взята с сайта http://www.muratordom.com.ua/