Повышение энергоэффективности и энергосбережения является безусловным трендом последнего времени. Мы рассмотрим различные составляющие современного энергоэффективного строительства — технологии, материалы и инженерное оборудование, но сначала рассмотрим саму концепцию и реальную практику применения в России.
Впервые об энергоэффективности сооружений в мире заговорили после энергетического кризиса начала 70‑х годов прошлого века. Быстрое осознание проблемы и грамотная политика, реализованная рядом европейских правительств, дали впечатляющие результаты. Нормы теплозащиты увеличились в 2,0–3,5 раза, выросли требования к стройматериалам и инженерным конструкциям, что, в свою очередь, привлекло в отрасль наукоемкие технологии и способствовало их интенсивному развитию. Логическим результатом этих немалых усилий стало создание концепции пассивного дома с энергоэффективностью, равной 15 кВт∙ч / м2. Чтобы добиться такого показателя, здание должно стать замкнутым тепловым контуром, где каждое движение энергии заранее обосновано, продумано и минимизировано.
Германия является пионером в области энергоэффективного строительства. Первые пассивные дома (дома, обладающие минимальным энергопотреблением для отопления) были построены здесь более двадцати лет назад. В г.Дармштадте находится институт пассивного дома (Passive House Institute), в котором разрабатываются методики проектирования и строительства с минимальным энергопотреблением, соответствующие стандартам пассивного дома. Директор института г-н Вольфганг Файст предлагает следующую классификацию домов по степени энергоэффективности.
Первый тип — это активные дома, вырабатывающие из возобновляемых источников (тепловые насосы, солнечные коллекторы и т. д.) больше энергии, чем сами могут потребить. В некоторых странах уже существует законодательство по регулированию продажи активным домом электроэнергии соседнему стандартному дому и даже государству.
Второй тип — дома с нулевым потреблением, которые с помощью возобновляемых источников полностью покрывают собственные нужды на тепло и электроэнергию.
Третий — пассивные дома. Это высокоэнергоэффективные здания, где используются возобновляемые источники и удельный расход тепловой энергии на отопление составляет 15 кВтч / м2 в год.
Четвертый — дома с малым энергопотреблением. Они хорошо утеплены, в них применяются элементы пассивного дома и удельный расход тепловой энергии на отопление получается не выше 70 кВтч / м2 в год.
Пятый тип — стандартные дома, строительство которых разрешается по законодательству и удельный расход тепловой энергии на отопление примерно в десять раз больше по сравнению с пассивным домом.
ПУТИ ДОСТИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ДОМА
Исследования показывают, что при эксплуатации жилого дома большая часть тепла теряется через ограждающие конструкции — стены, крышу, окна. Поэтому современные системы утепления предусматривают создание комплексной тепловой оболочки, передвигающей зону положительных температур в несущие конструкции по всей поверхности дома, включая и теплоизоляцию контактирующего с грунтом фундамента. Такое решение исключает появление мостиков холода, повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, отрицательно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций.
Теплоизоляция зданий и сооружений преследует несколько целей: повышение уровня комфортности, тепло- и звукоизоляции, экономию топливных ресурсов и сокращение эксплуатационных расходов.
Высокую энергоэффективность жилища можно обеспечить за счет оптимизации архитектурных форм и расположения здания с учетом розы ветров, максимального использования солнечной энергии, повышения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и окон, снижения теплопотерь при воздухообмене за счет создания высокой герметизации объекта, установки приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуперацией тепла и очисткой входящего воздуха, использования нетрадиционных источников энергии. Перечисленные мероприятия можно разделить на пассивную теплозащиту, суть которой сводится к созданию «броневого» термощита, и активную составляющую, за которой стоят системы умного дома в самых разных проявлениях.
Реализация таких проектов требует увеличения капитальных затрат на строительство, однако вложения окупаются за счет экономии энергии, снижения эксплуатационных затрат и обеспечения комфортных условий проживания, достигаемых за счет автоматического поддержания определенной температуры, относительной влажности, чистоты воздуха и других параметров.
Перечислим реальные рычаги экономии энергии:
• повышение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций;
• остекление лоджий (приточный воздух механической вентиляцией забирается из застекленных пространств, где подогревается солнцем);
• эффективная герметизация трещин, швов, заполнение пустот;
• использование солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления;
• применение электрооборудования с низким потреблением энергии;
• использование тепловых насосов;
• устройство напольного водяного низкотемпературного отопления;
• применение водоразборного оборудования с экономным расходом воды;
• использование приборов учета и контроля потребления тепловой энергии для домов, подключенных к централизованным системам теплоснабжения;
• грамотное расположение светопрозрачных конструкций с ориентацией на южную сторону;
• создание управляемых светопрозрачных конструкций, контролирующих микроклимат в помещении;
• устройство напольного водяного низкотемпературного отопления;
• применение водоразборного оборудования с экономным расходом воды;
• использование приборов учета и контроля потребления тепловой энергии для домов, подключенных к централизованным системам теплоснабжения;
• грамотное расположение светопрозрачных конструкций с ориентацией на южную сторону;
• создание управляемых светопрозрачных конструкций, контролирующих микроклимат в помещении.
Каждое из этих направлений очень важное и может принести от нескольких процентов до десятков энергетической экономии, разумеется, при употреблении их в комплексе.
Владимир Петров
