Класс энергетической эффективности здания. Энергоэффективное высотное здание Энергоэффективные жилые здания

В настоящее время все чаще звучит вопрос о правильной энергоэффективности зданий. Раньше такому понятию особого значения не придавали. И это привело к строительству совершенно различных по своим характеристикам многоквартирных домов. Но и в настоящее время такое строительство продолжается (рис. 1).

Рис. 1. Энергоэффективность как залог процветания

Поэтому сколько многоэтажные здания потребляют электроэнергии и насколько эффективно она расходуется, теперь будет определяться исходя из новых правил. Для этого Министерство экономики и регионального развития Российской Федерации разработала законопроект. С помощью него планируется изменить правила о том, как определить класс энергоэффективности многоквартирных домов. Что будет способствовать улучшению потребления ресурсов.

И на основании постановления Правительства РФ от двадцать пятого января, две тысячи одиннадцатого года за номером - восемнадцать «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» вводятся эти новые правила.

Теперь классы энергоэффективности зданий подлежат безотлагательному установлению для таких многоквартирных домов:

• которые будут строиться или построены во время вступления правил в силу;
• которые были реконструированы;
• в которых был проведен капитальные ремонт;
• после вступления правил будут вводиться в пользование;
• подлежащих государственному строительному надзору.

Энергоэффективность – это рациональное использование ресурсов электроэнергии. То есть сокращение расходования данного вида ресурсов за счет улучшения качественных норм их использования.

Примечание! Не следует путать – это понятие с понятием – энергосбережения. Так как сбережение – это уменьшение потребления электроэнергии. А вот Энергоэффективность как раз правильное (полезное или рациональное) потребление.

Для людей живущих в таких домах это будет, несомненно, большим плюсом. Будет заметно сокращение расходов по оплате. Так же это будет положительной динамикой и для страны в целом. Во многом улучшиться и экологическая обстановка – за счет уменьшения энергетических выбросов.

Сейчас существует семь классов энергоэффективности, на подобии как на западе(рис. 2). Каждое здание в принципе должно иметь свой класс в настоящий момент.

Рис. 2. Пример западной классификации энергоэффективности

В России в данное время принято выделять такие классы энергоэффективности: A, B, B+, B++, C, D, E. (рис. 3).

Рис. 3. Российская классификация энергоэффективности

Соответственно понятно, что дома с самым высоки классом (в данном случаи - А). Будут заметно ниже потреблять энергии для поддержания действий всех параметров для комфортной жизни в нужном режиме. И оплата за такой дом по коммунальным платежам будет намного ниже. Также будет учитываться в классности и энергия, потраченная для общедомовых нужд. В принципе за основу была взята модель, которая уже долгие десятилетия действует за рубежом.

Будет учтены показатели и за годовой период потребления энергоресурсов. Они будут в последствии сравниваться с другими годовыми показателями. И на основе этого будут приниматься решения о придании дому нужного класса. Также такой мониторинг должен помочь выявить факторы, влияющие на потерю эффективности в конкретном доме. И соответственно помочь их устранить.

В общем, для каждого дома в отдельности будет создаваться свой индивидуальный энергетический паспорт. В нем будет находить отражение информация по всем уровням потребления энергетических ресурсов. Грамотный подход к данному вопросу сможет помочь сохранить в среднем, до тридцати процентов при оплате услуг в годовом исчислении.

Данное подразделение на классы в первую очередь позволит присваивать каждому дому свой показатель. Который будет зависеть исключительно от его параметров. То есть не будет того, что показатели будут присваиваться исходя из совокупности оценок показателей целых кварталов. Теперь каждый дом и его жильцы смогут намного эффективнее относиться к данному вопросу. Но как всегда не все так легко как кажется. Ведь получение паспорта с наилучшим классом выгодно всем.

Планируется, что на всех домах после получения данного вида документа будет размещено указание классности. Табличка класса энергоэффективности сможет дать точную характеристику каждому зданию (рис.4). Оформления энергопаспорта – это платная услуга. И ее стоимость колеблется от регионов России. В среднем она начинается от тридцати тысяч рублей.

Рис.4. Класс энергоэффективности здания - табличка на доме

Заниматься определением эффективности здания должны специальные организации или комиссии. У которых будут соответственные разрешения и полномочия на проведения данных работ.

В таком документе найдут свое отражения все недостатки дома. Так что обладатели старых домов или находящихся долго без ремонта, будут получать наименьшие классы энергоэффективности. Соответственно для них может вырасти оплата услуг.

Но получение такого документа для дома становиться обязательным условием.

Становиться понятным - что такое энергоэффективность. И для чего она нужна. Важно запомнить, что чем лучше класс данной эффективности, тем дешевле жильцам будет обходиться оплата услуг. И соответственно обратное. Так что при выборе или покупке дома, нужно внимательно ознакомиться с такими показателями.

Что такое энергоэффективность зданий? Это показатель того, как эффективно жилой дом пользуется любыми видами энергии в ходе эксплуатации – электрической, тепловой, ГВС, вентиляции, и т.д. Чтобы обозначить класс энергоэффективности, следует сравнить практические или расчетные параметры среднегодового расходования энергоресурсов (система отопления и вентиляционная система, горячее и холодное снабжение водой, расходы электроэнергии), и нормативные параметры этого же среднегодового значения. При выявлении энергоэффективности зданий и сооружения, а также других строительных объектов необходимо учитывать климат в регионе, уровень оборудования жилья инженерными коммуникациями и график их работы, принимать во внимание тип строительного объекта, свойства стройматериалов и множество других параметров. Фактический класс энергоэффективности здания

Потребление электроэнергии контролируется домовыми учетными приборами (счетчиками), и корректируется в соответствии с нормативными требованиями. Корректировка расчета включает в себя показатели реальных погодных условий, количество проживающих в доме, и другие факторы. Такой подход к контролю расхода энергии заставляет жильцов активнее пользоваться приборами учета и контроля любых видов энергии для получения более точных данных о расходе базовых видов энергии. Кроме того, в многоквартирных домах устанавливаются общедомовые приборы учета и контроля, дополнительно помогающие определить класс энергетической эффективности здания.
Пример применения расчета класса энергетической эффективности многоквартирного дома

Основные показатели удельного среднегодового энергорасхода представлены в таблице выше в качестве примера, и имеют два основополагающих показателя: этажность и значения отопительного сезона в градусо-сутках. Это стандартное отражение расхода на отопление и затрат на вентиляцию, ГВС и расходы электроэнергии в общественных местах. Затраты на вентилирование и отопление должны определяться для каждого объекта по регионам. Если сравнить определяющие значения затрат энергоресурсов в нормативных параметрах, с базовыми показателями, то легко узнать и позволяет определить классы энергетической эффективности зданий, которые обозначаются на латинице символами от А ++ до G. Такое разделение по классам происходит в соответствии с правилами, разработанными по евростандартам EN 15217. Этот свод правил имеет собственную градацию по классам энергоэффективности.

Новые многоэтажные и многоквартирные дома, а также отдельные их помещения, получают свой класс энергоэффективности в обязательном порядке, а уже работающим объектам классы энергоэффективности здания присваиваются по желанию владельца недвижимости, согласно федерального закона № 261 ФЗ РФ. При этом Минстрой РФ может рекомендовать региональным инспекциям определять класс после фиксации всех показаний счетчиков, но это могут делать и органы местного управления по собственной инициативе и по ускоренной методике.

Новый строительный объект отличается от уже эксплуатирующегося по энергопотреблению тем, что некоторое время происходит усадка здания, усушка бетона, дом может быть заселен не полностью, и поэтому текущее потребление энергии следует периодически подтверждать показаниями счетчиков, а точнее – в течение пяти лет согласно приказу № 261. В течение этого времени сохраняется гарантийная ответственность строительной компании на срок гарантии для объекта. Но подтвердить существующий класс энергетической эффективности здания необходимо до окончания гарантии застройщика. При обнаружении в течение этого срока отклонений от проекта собственники жилья могут потребовать от гаранта исправить ошибки и недоделки.

Что такое класс энергоэффективности жилого многоквартирного дома

Вешать или не вешать. таблички?

У многих управляющих организациях возникает вопрос – что же такое класс энергоэффективности жилого многоквартирного дома и кто, а главное как его должен определять? В этой статье мы постараемся ответить если не на все, то хотя бы на некоторое из этих вопросов.

Итак, начнем с главного – что же такое класс энергоэффективности жилого многоквартирного дома?

На каждом из наших домов в скором времени появится белая глянцевая табличка размером 30х30 см: «А», «В», «С», «D» или «Е». Размещаться она будет на высоте двух-трех метров от земли и на расстоянии 30–50 сантиметров от левого угла здания, по соседству с адресом многоквартирного дома. В зависимости от того, какой латинской литерой обозначат здание, станет ясно, насколько оно современно, экономично, сколько тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение экономят жильцы за счет проведенной в доме модернизации.

Класс энергоэффективности дома станет дополнительным параметром, на который будут обращать внимание покупатели при приобретении недвижимости. Всего для многоквартирных домов установлено семь классов энергетической эффективности: А (высший), В++ (очень высокий), В+ (достаточно высокий), В (выше базового), С (средний или базовый), Д (ниже базового), Е (самый низкий).

Кто и как должен определять класс энергоэффективности?

«Надоели уже эти энергоаудиторы» — скажите Вы.

Но мы играем в Вашей команде!

Министерство регионального развития РФ утвердило правила их определения. В реконструированных или прошедших капитальный ремонт и вводимых в эксплуатацию домах это будут делать организации государственного строительного надзора, на основании данных из энергетического паспорта данного дома. А поддерживать установленный класс обязаны собственники помещений, а также индивидуальные предприниматели и организации – проектные, строительные, а также управляющие и обслуживающие.

Сам класс энергоэффективности здания будут вычислять исходя из работы по энергопаспортизации дома, а именно показателей удельного среднего годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, приходящегося на один квадратный метр или на один кубический метр общей площади или общего объема здания, а также с учетом его архитектурных и конструктивных особенностей. Для нового дома уровень энергоэффективности устанавливается в соответствии с энергетическим паспортом, входящим в проектную документацию.

Чтобы определить класс энергоэффективности дома, введенного в эксплуатацию уже давно (соответственно никакого раздела энергоэффективности в проектной документации и определения класса при вводе в эксплуатацию не было), предстоит пройти процедуру энергоаудита и определить фактическое потребление тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период.

Базовый уровень потребления тепловой энергии обозначается буквой «С». Если потребление тепловой энергии ниже базового уровня на 20%, то дому присваивается высокий класс энергопотребления – «В», на 20–30% – класс «B+». Литерой «B++» будут обозначаться дома, расход тепла в которых ниже среднего более чем на 30%. Класс «А» присвоят новостройкам, полностью соответствующим всем требованиям по уровням энергосбережения. Старые дома, на обогрев и вентиляцию одного квадратного метра которых расходуется больше всего тепловой энергии, обозначат классами «D» (пониженный), либо «E» (низший). Для первичного определения класса энергетической эффективности таких домов необходимо провести их энергетическое обследование и оформить энергетический паспорт.

Очевидно, со временем жилье в более энергоэффективных зданиях станет более востребовано у покупателей, а значит и стоить будет на 5–15% дороже, так как расходы на коммунальные услуги будут существенно ниже средних. Собственникам помещений выгодно вкладываться в проведение энергосберегающих мероприятий и проектов как с точки зрения экономии на коммунальных платежах, так и с точки зрения последующего роста привлекательности и стоимости их жилья.

Можно ли получить таблички с классом энергоэффективности для МКД бесплатно.

Можно, подробности у наших менеджеров.

Согласно п. 21 ст. 381 Кодекса освобождаются от налога на имущество организаций - в отношении вновь вводимых объектов, имеющих высокую энергетическую эффективность, в соответствии с перечнем таких объектов, установленным Правительством Российской Федерации, или в отношении вновь вводимых объектов, имеющих высокий класс энергетической эффективности, если в отношении таких объектов в соответствии с законодательством Российской Федерации предусмотрено определение классов их энергетической эффективности, - в течение трех лет со дня постановки на учет указанного имущества. Указанная норма вступила в силу с 1 января 2012 г.

Перечень объектов, имеющих высокую энергетическую эффективность, для которых не предусмотрено установление классов энергетической эффективности (далее - Перечень), утвержден Постановлением Правительства Российской Федерации от 16.04.2012 N 308.

Основанием для предоставления налогоплательщикам льготы по налогу на имущество организаций является принятие на баланс с 1 января 2012 г. и позднее указанных в п. 21 ст. 381 Кодекса объектов основных средств в состав основных средств, включенных в указанный Перечень, а также имеющих высокий класс энергетической эффективности основных средств на основании первичных документов и в соответствии с технической документацией и иными определенными Федеральным законом N 261-ФЗ документами, содержащими информацию об энергетической эффективности или о классе энергетической эффективности объектов (товаров).

При этом в целях использования налоговой льготы и заполнения налоговой декларации по налогу на имущество организаций организация обеспечивает обособленный учет объектов льготируемого имущества в рамках ПБУ 6/01, определяемых самостоятельно.

Здание считается с высокой энергетической эффективностью, если оно соответствует классу «В»,

Только ли для этого нужен энергоаудит.

Не тут то было. Все только и ждут, чтобы наложить штраф.

«По 261 ФЗ «Об энергосбережении. » управляющие компании обязаны ежегодно предоставлять план мероприятий по энергоэффективности? Какой это пункт? Есть ли за невыполнение данного требования какие-либо наказания?» — это вопросы из некоторых форумов для ЖКХ.

За не доведение до сведения собственников о ежегодных мероприятиях по энергосбережению в МКД налагается штраф в размере 30 тысяч рублей (интересно, за каждый дом.).
Сами же мероприятия разрабатываются на основании энергетического обследования (ч.2 ст. 15 ФЗ-261).

Частно в ответ приходится слышать: «Да мы сами все мероприятия посчитаем»; «Я лично веду учет расходов каждый месяц, слежу за всеми показаниями, нам мероприятия не нужны»; «Ребят, вы самые умные чтоли, вы лучше меня знаете какие мероприятия нужны?».

Нет, мы не самые умные. И зачастую о своих «болячках» инженер на местах знает лучше, чем энергоаудиторы. Но это не дает право «обойти» закон и остаться в стороне.

21 августа вступают в силу новые правила определения класса энергоэффективности жилых домов. Инициатором нововведений выступил Минстрой России, который своим приказом от 6 июня 2016 г. № 399/пр. отменил действующие ранее Правила, утвержденные приказом Министерства регионального развития РФ от 8 апреля 2011 г. №161, сообщает портал ОКНА МЕДИА.

Классов энергетической эффективности стало больше. Если раньше их было семь, то теперь девять. Причем высочайшими считаются классы A++ и А+, самым низким – G. Согласно новым Правилам, домам, в которых не установлены общедомовые приборы учета коммунальных ресурсов, вообще не может быть присвоен класс энергоэффективности, а первые четыре наиболее высоких класса могут получить только дома, оборудованные индивидуальным тепловым пунктом с системой автоматической регулировки температуры в зависимости от погоды и светодиодным освещением мест общего пользования.

Каждому новому дому обязательно должен быть присвоен класс энергоэффективности. В случае, если после заселения окажется, что реальное потребление тепловой и электроэнергии ему не соответствует, жильцы могут обратиться в суд и принудить застройщика устранить недоработку.

Для экономии коммунальных ресурсов и снижения платы за коммунальные услуги. Чем выше класс энергетической эффективности, тем меньше жильцы будут платить за тепловую и электроэнергию, и тем комфортнее им будет жить в своей квартире.

Но есть и минус: если речь идет о новостройках, то в мероприятия по энергосбережению придется вложиться застройщику, что в конечном итоге увеличит стоимость квадратного метра жилья. С 1 января 2016 г. все новые дома, которые вводятся в эксплуатацию, должны иметь класс энергоэффективности не ниже B.

В целом, Правительство РФ взяло курс на энергосбережение и экономию коммунальных ресурсов. Подсчитано, что порядка 40 % потребляемой энергии приходится именно на здания, поэтому пристальное внимание властей к проблеме рационального энергопотребления в жилых домах кажется вполне логичным. Федеральный закон от 23.11.2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» обязывает устанавливать приборы учета практически на все коммунальные ресурсы как в квартирах, так и в домах.

Из последних мер поддержки – финансовое участие Фонда содействия реформированию ЖКХ в капремонте домов, готовых потратиться на мероприятия по повышению энергоэффективности, которые приведут к экономии не менее 10 % тепловой и электроэнергии. Каждый дом может рассчитывать на сумму до 5 млн. рублей. В Минстрое на днях заявили, что соответствующий проект Постановления Правительства уже готов.

Приказом Минстроя утвержден базовый уровень удельного годового расхода энергетических ресурсов в многоквартирном доме. Он соответствует классу D — некой усреднённой величине. Фактическое потребление может отличаться от нее как в большую, так и в меньшую сторону. Если в меньшую, это значит, что дом может претендовать на более высокий класс энергоэффективности.

Для новостроек класс энергоэффективности будет утверждать орган государственного строительного надзора субъекта РФ. Если дом уже введен в эксплуатацию, обязанность возложена на Жилищную инспекцию (ГЖИ). Определяться он будет исходя из фактических показаний общедомовых приборов учета коммунальных ресурсов.

Каждые пять лет класс энергоэффективности нужно заново подтверждать, что можно сделать и раньше по решению собственников, но не чаще одного раза в год. Такое обследование потребуется, когда есть основания подозревать застройщика в недобросовестности и несоответствии класса энергоэффективности заявленному при продаже квартиры. Если факт подтвердится, можно смело идти в суд.

Собственники всегда могут проявить инициативу и проголосовать на общем собрании за мероприятия по повышению энергоэффективности. Первый шаг – установка общедомовых приборов учета коммунальных ресурсов. Однако сами по себе они не приведут к экономии, зато научат жильцов контролировать расход и вести учет тепловой и электроэнергии, которую потребляет дом. Если ежемесячные цифры на счетчиках пугают, пора переходить к следующему этапу – утеплять подвалы, чердаки, фасады, заменять окна в подъездах, устанавливать энергосберегающие лампы.

Например, в Томске, в доме, которому более 60 лет, в рамках программы капремонта были проведены работы по его утеплению, замене всех окон, а также по реконструкции внутренних инженерных коммуникаций. В доме поставили автоматический теплоузел и систему, которая контролирует потребление энергоресурсов. После чего дому был присвоен наивысший класс энергетической эффективности. Сами собственники вложили в ремонт только 5 % от общей суммы затрат, остальные средства были выделены в рамках господдержки из бюджетов разных уровней.

В идеале на каждом доме должна появиться табличка, на которой указан класс его энергоэффективности. Управляющей компании или ТСЖ следует проинформировать об этом жильцов на информационных досках. Класс энергоэффективности включается в энергетический паспорт дома, а акт о его присвоении входит в состав технической документации на многоквартирный дом.Несмотря на то, что законодательные акты об определении классов энергоэффективности жилых домов действуют с 2013 года, по информации «Российской газеты», только 13 тыс. домов в стране был присвоен класс энергетической эффективности (для сравнения жилфонд Москвы, по данным сайта «Реформа ЖКХ», насчитывает более 30 тыс. домов). Такое положение говорит о том, что ранее работа по маркировке зданий велась недостаточно эффективно. Предполагается, что новые Правила определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов позволят ускорить процесс с присвоением классов.

Статья написана по материалам сайтов: enargys.ru, jsnip.ru, energo116.ru, www.oknamedia.ru.

Описание:

Мировой энергетический кризис 70-х годов привел, в частности, к появлению нового научно-экспериментального направления в строительстве, связанного с понятием "здание с эффективным использованием энергии". Первое такое здание было построено в 1974 году в г. Манчестере (штат Нью-Хэмпшир, США). Цель строительства этого здания, как, впрочем, и всех, последовавших за ним в рамках нового направления, заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов. В последние годы значительно увеличился объем строительства зданий различного технологического назначения с эффективным использованием энергии, и получили развитие в международной практике стандарты, правила и другие нормативные документы по проектированию и оценке энергоэффективности таких зданий (см. журнал АВОК, 1997, №№ 2, 4, 6). В России в рамках международной программы Европейской экономической комиссии ООН "Энергетическая эффективность-2000" осуществляются проекты по строительству демонстрационных зон высокой энергетической эффективности.

Научные основы проектирования энергоэффективных зданий

Ю. А. Табунщиков , президент АВОК, член-корр. Российской Академии архитектуры и строительных наук

М. М. Бродач , вице-президент АВОК, канд. техн. наук, Московский архитектурный институт

Введение

Мировой энергетический кризис 70-х годов привел, в частности, к появлению нового научно-экспериментального направления в строительстве, связанного с понятием "здание с эффективным использованием энергии". Первое такое здание было построено в 1974 году в г. Манчестере (штат Нью-Хэмпшир, США). Цель строительства этого здания, как, впрочем, и всех, последовавших за ним в рамках нового направления, заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов. В последние годы значительно увеличился объем строительства зданий различного технологического назначения с эффективным использованием энергии, и получили развитие в международной практике стандарты, правила и другие нормативные документы по проектированию и оценке энергоэффективности таких зданий (см. журнал АВОК, 1997, №№ 2, 4, 6). В России в рамках международной программы Европейской экономической комиссии ООН "Энергетическая эффективность-2000" осуществляются проекты по строительству демонстрационных зон высокой энергетической эффективности.

Вместе с тем ощущается явная нехватка информации о научных методах, на основе которых осуществляется проектирование зданий. Не менее остро ощущается также и необходимость уточнения терминологии.

Авторами предлагается использовать два понятия: энергоэффективные здания и энергоэкономичные здания. Дадим следующие определения. Энергоэффективное здание включает в себя совокупность архитектурных и инженерных решений, наилучшим образом отвечающих целям минимизации расходования энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. Энергоэкономичное здание включает в себя отдельные решения или систему решений, направленных на снижение расхода энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. Из приведенных определений ясно различие между энергоэффективным и энергоэкономичным зданиями. Первое есть результат выбора определенными научными методами совокупности технических решений, наилучшим образом отвечающих поставленной цели. Второе есть результат суммирования ряда энергосберегающих решений в одном объекте.

С точки зрения современной науки, задача проектирования энергоэффективных зданий относится к так называемым задачам "системного анализа" или задачам "исследования операций", поиск решения которых связан с выбором альтернативы и требует анализа сложной информации различной физической природы . Цель методов системного анализа или исследования операций - предварительное количественное обоснование оптимальных решений. Оптимальными здесь называются решения, которые по тем или иным признакам предпочтительнее всех других.

Исследование операций включает в себя три главных направления:

Построение математической модели, то есть описание процесса на языке математики;

Выбор целевой функции. Это исследование включает в себя определение ограничивающих условий и формулирование оптимизационной задачи;

Решение поставленной оптимизационной задачи.

Заметим, что принятие окончательного решения выходит за рамки исследования операций и относится к компетенции ответственного лица (чаще группы лиц), которому предоставлено право окончательного выбора и на которого возложена ответственность за этот выбор. Делая выбор, он может учитывать наряду с рекомендациями, вытекающими из математического расчета, еще ряд соображений количественного и качественного характера, которые в этих расчетах не были учтены.

Основная часть

Математическая модель и целевая функция для энергоэффективного здания

В соответствии с методологией системного анализа математическую модель теплового режима здания как единой теплоэнергетической системы целесообразно представить в виде трех взаимосвязанных моделей, более удобных для изучения :

Математической модели теплоэнергетического воздействия наружного климата на здание;

Математической модели теплоаккумуляционных характеристик оболочки здания;

Математической модели теплоэнергетического баланса помещений здания.

Подробное описание математических моделей отдельных элементов здания и здания как единой энергетической системы дано в .

Оптимизационная задача для энергоэффективного здания имеет следующее содержание: определить показатели архитектурных и инженерных решений здания, обеспечивающих минимизацию расхода энергии на создание микроклимата в помещениях здания. В обобщенном математическом виде целевую функцию для энергоэффективного здания можно записать так:

где
Q min - минимальный расход энергии на создание микроклимата в помещениях здания;
a i - показатели архитектурных и инженерных решений здания, обеспечивающих минимизацию расхода энергии.

При реальном проектировании энергоэффективное здание в большинстве случаев не будет реализовано из-за ряда ограничений, вытекающих из конкретной строительной ситуации или из-за ряда соображений количественного или качественного характера, которые не были учтены при математическом моделировании. В этом случае целесообразно ввести показатель, характеризующий степень отличия реализованного решения от оптимального. В других случаях этот же показатель может служить критерием оценки искусства проектировщика. Назовем эту величину "показателем теплоэнергетической эффективности проектного решения" и обозначим h , так что по определению

h = Q эф /Q пр

где
Q эф - расход энергии на создание микроклимата в помещениях энергоэффективного здания;
Q пр - расход энергии на создание микроклимата в помещениях здания, принятого к проектированию.

С учетом принятого разделения математической модели теплового режима здания как единой теплоэнергетической системы на три взаимосвязанных подмодели можно записать

h = h 1 h 2 h 3 ,

где
h 1 - показатель теплоэнергетической эффективности оптимального учета воздействия наружного климата на здание;
h 2 - показатель теплоэнергетической эффективности оптимального выбора тепло- и солнцезащитных характеристик наружных ограждающих конструкций;
h 3 - показатель теплоэнергетической эффективности оптимального выбора систем обеспечения микроклимата.

Оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания

Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания может быть оптимизировано за счет выбора формы здания (для зданий прямоугольной формы принимаются в расчет такие параметры, как его размеры и ориентация), расположения и площадей заполнения световых проемов, регулирования фильтрационных потоков. Например, удачный выбор ориентации и размеров здания прямоугольной формы дает возможность в теплый период года уменьшить воздействие солнечной радиации на оболочку здания и, следовательно, снизить затраты на его охлаждение, а в холодный период - увеличить воздействие солнечной радиации на оболочку здания и уменьшить затраты на отопление. Аналогичные результаты будут получены при удачном выборе ориентации и размеров здания по отношению к воздействию ветра на его тепловой баланс.

Методология проектирования систем отопления, вентиляции, кондиционирования основана на расчетах тепловых и воздушных балансов здания для характерных периодов года. Например, для России этими периодами года являются: наиболее холодная пятидневка, отопительный период, самый жаркий месяц, период охлаждения, расчетный год. В этом случае оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания за счет выбора его формы и ориентации даст следующие результаты:

Для наиболее холодной пятидневки - снижение установочной мощности системы отопления;

Для отопительного периода - снижение затрат теплоты на отопление;

Для самого жаркого месяца - снижение установочной мощности системы кондиционирования воздуха;

Для периода охлаждения - снижение затрат энергии на охлаждение здания;

Для расчетного года - снижение затрат энергии на обогрев и охлаждение здания.

В общем случае оптимизировать теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания можно для любого характерного периода времени.

Важно отметить следующее: изменение формы здания или его размеров и ориентации с целью оптимизации влияния наружного климата на его тепловой баланс не требует изменения площадей или объема здания - они сохраняются фиксированными.

Решение задачи по выбору оптимальной формы здания приведено в , а решение задачи по выбору оптимальных размеров и ориентации здания прямоугольной формы, а также значения показателя тепловой эффективности проектного решения приведены в .

Рисунок 1 .

На рис. 1 приведен пример изменения формы здания с целью оптимизации теплоэнергетического воздействия климата на его тепловой баланс в зависимости от характерного периода года.

Авторами были проведены исследования влияния теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания за счет выбора оптимальных значений его размеров и ориентации. Расчеты проводились для климатических условий Москвы (560 с. ш.) и Ростова-на-Дону (480 с. ш.). Исходная ориентация принималась широтной, меридиональной и диагональной. В качестве объекта исследований принималось здание прямоугольной в плане формы, общей полезной площадью 1440 м 2 . В качестве целевой функции принята минимизация затрат энергии на обогрев здания в холодный период или на охлаждение здания в теплый период. Цель исследований - выявить, как количественно увеличивается показатель теплоэнергетической эффективности здания за счет оптимального учета воздействия наружного климата на тепловой баланс здания. Результаты исследований приведены в табл. 1.

Оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания

В традиционном понимании оптимизация теплозащиты наружных ограждающих конструкций зданий - это метод вычисления толщины теплоизоляции конструкции "по минимуму приведенных затрат". Математическая модель приведенных затрат в общем случае включает в себя два показателя: затраты на производство конструкций (единовременные затраты) и затраты на их использование (эксплуатационные затраты). Расчет теплоизоляции "по минимуму приведенных затрат" является объективным методом, признанным во всем мире, но содержит в своей сущности скрытую опасность, отражающую объективную реальность существующей в стране экономической ситуации, которая может явиться непреодолимым препятствием реализации метода на практике. Это связано с использованием в методе показателей стоимости энергии и материалов. Многим специалистам памятна история со СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника", который был разработан по заданию высших правительственных органов с целью существенного ужесточения требований к экономии топливно-энергетических ресурсов при эксплуатации зданий. Ожидалось, что главным достоинством этого документа явится введение в него метода приведенных затрат для выбора оптимальной теплозащиты ограждающих конструкций. При этом теплозащита ограждающих конструкций, включая заполнение световых проемов, должна была приниматься как наибольшая из двух величин, определяемых по санитарно-гигиеническим условиям и по минимуму приведенных затрат. Безусловно, предполагалось, что метод приведенных затрат даст большее значение теплозащиты, и это явится решением проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов. Но... экономическая реальность складывалась таким образом, что энергия стоила дешевле газированной воды, и проектировщики при расчетах получили, что теплозащита по санитарно-гигиеническим требованиям превосходит величину, определенную по минимуму приведенных затрат. В строительном комплексе сложилась драматическая ситуация, которая усугублялась тем обстоятельством, что нельзя было выявить виновных. Метод был выбран правильно, но нельзя же было признать, что экономика социализма несостоятельна! Сегодня использование метода приведенных затрат сталкивается с другой, пока непреодолимой трудностью. Отсутствуют надежные, прогнозируемые на ближайшие 20-30 лет показатели стоимости энергии и материалов.

Вышеизложенное относится к проблеме экономической оптимизации теплозащиты ограждающих конструкций здания. Цель настоящей статьи - поиск решения проблемы теплоэнергетической оптимизации ограждающих конструкций.

Возможность решения этой проблемы в ее современном понимании и современными методами показана в ряде работ . Современное понимание означает, что будет достигнуто решение, которое с учетом принятых ограничений является наиболее предпочтительным. Современные методы - это методы исследования операций. Рассмотрим это более подробно.

К наружным ограждающим конструкциям предъявляется в общем случае достаточно большое количество требований. Высокий уровень теплозащиты в холодный период в условиях теплопередачи, близкой к стационарному режиму, высокий уровень теплоустойчивости в теплый и холодный периоды в условиях теплопередачи, близкой к периодическому режиму, низкая энергоемкость внутренних слоев при колебаниях теплового потока внутри помещения, высокая степень воздухонепроницаемости, низкая влагоемкость и т.д. и т.п.

Безусловно, при проектировании стремятся удовлетворить, в первую очередь, главным требованиям. Практика показывает, что количество таких требований, как правило, не более двух. В первую очередь, это теплозащита и теплоустойчивость. Здесь открываются большие возможности для оптимизации. Сущность ее состоит в том, что надо сконструировать методом исследования операций ограждающую конструкцию, которая оптимальным образом удовлетворяла бы требуемым (нормативным) значениям теплозащиты и теплоустойчивости.

В решена задача определения оптимального расположения слоев материалов в многослойной ограждающей конструкции. Дано подробное решение задачи и показано, что в зависимости от порядка расположения слоев материала величина теплоустойчивости конструкции может меняться в три раза.

В решена задача подбора материала для многослойной ограждающей конструкции заданной фиксированной толщины, обеспечивающей наибольшее затухание наружных тепловых воздействий. Получено решение: наибольшее затухание обеспечивает материал, имеющий меньшую теплопроводность и большую объемную теплоемкость. Следствие решения: для районов с жарким климатом целесообразно выбирать конструкцию с меньшими значениями теплопроводности материалов, а для районов с холодным климатом - с большими значениями коэффициентов теплоусвоения материалов.

В решена задача определения предельных значений теплозащиты наружных ограждающих конструкций помещения при заданном значении солнцезащиты окон и заданной кратности воздухообмена. Помещение не оборудовано установкой кондиционирования. В результате решения получены следующие интересные выводы:

Теплозащита ограждающих конструкций не влияет на температурный режим помещения при определенных значениях солнцезащиты окон и кратности воздухообмена;

Увеличение теплозащиты наружных ограждающих конструкций приводит к ухудшению теплового режима помещения, если теплозащита окон недостаточна и кратность воздухообмена невелика.

Последний результат требует особой внимательности от проектировщиков, которые используют наружные ограждающие конструкции с эффективной теплоизоляцией для зданий, проектируемых для строительства в теплом климате.

В содержится ряд интересных решений по оптимизации теплозащиты наружных ограждающих конструкций зданий с кондиционированием воздуха, для окон с теплоотражающей пленкой, для зданий с периодическим отоплением и т.д.

Оптимизация тепловой нагрузки на систему климатизации помещений здания

Специалисту, занимающемуся проектированием и расчетом систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, очевидно, что задачей проектирования и расчета является определение двух взаимосвязанных показателей: количества энергии и способа ее распределения (раздачи). По существу, речь идет о том, чтобы рассчитать и запроектировать такую систему управления расходом и распределением энергии, чтобы обеспечить при использовании ее минимальный расход. Таким образом, задача оптимизации теплоэнергетической нагрузки на систему обеспечения теплового режима здания будет относиться к так называемым задачам на оптимальное управление и получит следующее содержание: найти такое управление расходом энергии Q(t) на обогрев помещения, удовлетворяющее уравнению теплового баланса помещения и соответствующим начальным и конечным тепловым условиям, для которого расход энергии

имеет наименьшее возможное значение.

Управление Q(t) , дающее решение поставленной задачи, называется оптимальным управлением, а соответствующая траектория изменения температуры внутреннего воздуха называется оптимальной траекторией.

Суть решения: время разогрева помещения должно быть минимизировано.

Если иметь в виду, что реальное помещение есть совокупность теплоемких ограждающих конструкций и теплоемкого внутреннего оборудования (мебели), то процесс нагрева предполагает повышение температуры всей совокупности элементов помещения, то есть ограждающих конструкций и оборудования. Элементы высокой тепловой аккумуляции потребуют большего времени на разогрев. Следовательно, минимизация времени разогрева помещения достигается минимизацией времени разогрева элементов высокой тепловой аккумуляции. Можно сразу указать два простых случая: время разогрева помещения будет стремиться к минимуму, если внутренние поверхности ограждающих конструкций имеют низкие значения коэффициента теплоусвоения материалов, а также если имеет место высокая интенсивность конвективного теплообмена между внутренним воздухом и внутренними поверхностями ограждающих конструкций. Оптимальный результат достигается, если совпадают оба случая.

Правильность этого решения получила подтверждение во время обсуждения доклада авторов по данной теме в Датском техническом университете. Датские специалисты сообщили, что во время реставрации католического собора с массивными каменными креслами для прихожан с целью экономии энергии на обогрев собора, используя понижение температуры внутреннего воздуха в ночное время, ими было принято решение разогрев собора начинать с разогрева электрическими подогревателями массивных каменных кресел. Экономия энергии составила 30-35%.

Авторы статьи проделали численные расчеты расхода энергии для помещения площадью 24 м 2 и объемом 72 м 3 с двумя наружными ограждающими конструкциями и окном с двойным остеклением площадью 3 м 2 . Рассмотрены три варианта наружных ограждающих конструкций:

Кирпичная кладка толщиной 0,56 м, коэффициент теплоусвоения 8,02 Вт/(м 2 o С);

Керамзитобетонная панель толщиной 0,23 м, коэффициент теплоусвоения 3,36 т/(м 2 С);

Панель типа "сэндвич" с утеплителем из плиточного пенопласта с обшивкой с двух сторон металлическими листами, толщина панели 0,052 м, коэффициент теплоусвоения 0,77 Вт/(м 2 o С).

Для сопоставления результатов расчетов ограждающие конструкции имеют одинаковое термическое сопротивление. Кратность воздухообмена принята 3 1/ч. Температура наружного воздуха -5 o С.

Начальные условия: температура внутреннего воздуха 10 o С, температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций 10 o С.

Конечные условия: температура внутреннего воздуха 22 o С, температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций 14 o С.

Чтобы обеспечить минимизацию времени разогрева, было принято, что разогрев осуществляется конвективными тепловыми струями, настилающимися на внутренние поверхности ограждающих конструкций (рис. 3). Интенсивность конвективного теплообмена соответствовала следующим трем значениям коэффициентов конвективного теплообмена:

a 1 =3,5 Вт/(м 2 o С); a 2 =10,5 Вт/(м 2 o С); a 3 = 21 Вт/(м 2 o С).

Результаты расчетов представлены в табл. 2.

В табл. 2 использованы условные обозначения:
Q - затраты энергии на разогрев, включая теплопотери через окна и за счет воздухообмена;
Э 1 - экономия энергии за счет повышения интенсивности конвективного теплообмена при одной и той же ограждающей конструкции;
Э 2 - экономия энергии за счет уменьшения теплоаккумуляционных показателей ограждающей конструкции (уменьшение коэффициента теплоусвоения).

Получен невероятный с точки зрения "здравого смысла" результат: максимальное значение экономии энергии при разогреве помещения при стремлении минимизировать время разогрева достигает 97%.

Такой результат был обеспечен выбором оптимальной стратегии распределения расходуемой энергии в помещениях, то есть нагрев начинался с разогрева теплоемких ограждающих конструкций. Практическую обоснованность такого подхода подтверждает использование потолочных теплоизлучателей "FRICO AB", производимых в Швеции (см. ИБ "Энергосбережение", 1996, № 9). Принципиальное отличие обогревателей "FRICO AB" состоит в том, что лучистое тепло направлено на нагрев пола помещения, а затем косвенным путем идет нагрев воздуха помещения. Применение потолочных теплоизлучателей "FRICO AB" обеспечивает экономию энергии до 50% по сравнению с конвективными методами обогрева.

Рассмотрение табл. 2 позволяет сделать следующие выводы:

Экономия энергии при разогреве помещения за счет увеличения интенсивности конвективного теплообмена в 3 раза достигает 64-70%, а при увеличении в 6 раз - 88%. При этом время разогрева уменьшается в среднем в 3 раза;

Экономия энергии при разогреве помещения при уменьшении теплоаккумуляционных показателей ограждающей конструкции (уменьшение коэффициента теплоусвоения) в 2,4 раза достигает 40%, а в 10,4 раза - достигает 55-62%. При этом время разогрева уменьшается в среднем соответственно в 3,8 и 16 раз.

Заключение

Авторы настоящей статьи не ставили своей целью подробное изложение методологии и математических методов для проектирования энергоэффективных зданий. Создание практически реализуемых в проектной практике методов проектирования энергоэффективных зданий требует дополнительной значительной работы и усилий коллектива специалистов.

Цель настоящей статьи - продемонстрировать заинтересованным специалистам, что в настоящее время существуют основы научных методов проектирования энергоэффективных зданий и попытаться дать им терминологическое определение. Авторы в полной мере отдают себе отчет, что ряд определений кому-то из коллег может показаться спорным и что отдельные положения нуждаются в дополнительном разъяснении. Поэтому мы с благодарностью примем пожелания и выслушаем все конструктивные замечания. Учитывая важность затронутых в статье вопросов для решения актуальных задач энергосбережения, мы готовы организовать встречу всех заинтересованных лиц для дальнейшей дискуссии. Если статья вызвала у специалистов интерес и натолкнула кого-то из них на некоторые раздумья, авторы будут считать, что достигли поставленной цели.

Литература

1. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. - М.: Наука, 1981.

2. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. - М.:Наука, 1988.

3. Табунщиков Ю.А. Основы математического моделирования теплового режима здания как единой теплоэнергетической системы. Докторская диссертация. - М.: НИИСФ, 1983.

4. Табунщиков Ю.А., Хромец Д.Ю., Матросов Ю.А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1986.

5. Tabunschikov Y. Mathematical models of thermal conditions in buildings, CRC Press, USA 1993.

6. Jurobic S.A. An investigation of the minimization of building energy load through optimization techniques. Los Angeles scientific center, IMB Corporation, Los Angeles, California.

7. Бродач М.М. Изопериметрическая оптимизация солнечной энергоактивности зданий. - Гелиотехника 2, Ташкент, 1990.

8. Бродач М.М. Энергетический паспорт зданий / АВОК, 1993, № 1/2.

9. Klaus Daniels, "The Technology of Ecological Building", Birkhauser-Verlag fur Arhitektur, Basel, 1997.

Энергоэффективный дом – это здание, в котором очень малое потребление энергии сочетается с комфортным микроклиматом.

Экономия энергии в таких домах достигает 90%.

Годовая потребность в отоплении энергоэффективного дома может составлять менее 15 кВт*ч на квадратный метр.
Например, на сегодняшний день в самой распространенной конструкции частного дома (ж/б фундамент, система «теплый пол» без утепления, стены 1,5 кирпича с цементной штукатуркой, обычными металлопластиковыми окнами, утеплением кровли 150мм и без приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла) потребление энергии на отопление составляет 110-130 кВт*ч на 1 м2 в год.

В странах Евросоюза принята такая классификация домов:

1. Дома низкого энергопотребления
   Используют как минимум на 50 % энергии меньше, чем стандартные здания, построенные в соответствии с действующими нормами энергопотребления.
2. Дома ультранизкого энергопотребления
   Расходуют на 70-90 % энергии меньше, чем обычные здания. Примеры домов ультранизкого энергопотребления с четко обозначенными требованиями – это немецкий Passive House, французский Effinergie, швейцарский Minergie.
   Пионером в строительстве таких домов стал Passive House (пассивный дом), который был разработан в Германии в г.Дармштадт в 90-х годах. Принято считать здание «пассивным», если оно соответствует требованиям, разработанным немецким институтом пассивных зданий. «Пассивный» дом – это дом с отличной теплоизоляцией, минимальным потреблением электроэнергии и тепловой энергии. В нем поддерживается комфортный микроклимат в основном за счет человеческого тепла, энергии солнца и бытовых электроприборов, таких как чайник, плита и т.д. Технологии «пассивного» дома (здания с ультранизким потреблением энергии, без традиционной системы отопления), эффективны и уже опробованы в суровом скандинавском климате. Такие дома практически не имеют тепловых потерь.
3. Дома, генерирующие энергию
   Это здания, которые производят электричество для собственных нужд. В некоторых случаях излишки энергии летом могут быть проданы энергетической компании и куплены обратно в зимнее время. Хорошая теплоизоляция, инновационный дизайн и использование возобновляемых источников энергии (солнечные батареи, грунтовые тепловые насосы) делают эти дома авангардом современного домостроения.
4. Дома с нулевыми выбросами CO2
   Термин, чаще всего используемый в Великобритании. Такой дом не выделяет CO2. Это означает, что дом сам обеспечивает себя энергией из возобновляемых источников, включая энергию, расходуемую на отопление/охлаждение помещений, горячее водоснабжение, вентиляцию, освещение, приготовление пищи и электрические приборы. В Великобритании все новые дома с 2016 года строятся в соответствии с этим стандартом. В России принята следующая классификация:

*В соответствие со СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" нормативы для
Ростова-на-Дону (м2° С/Вт) Rстен=2,63 Rпокр=3,96 Rокон=0,84

КАК «НАУЧИТЬ» ДОМ БЫТЬ ЭКОНОМНЫМ И КОМФОРТНЫМ?

1. Правильное ориентирование дома относительно сторон света.

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на потребление домом энергетических ресурсов, является его расположение относительно сторон света. Большая часть окон дома должна быть направлена на юг. При этом отклонение до 30° от азимута на юг незначительно уменьшает использование энергии солнца. Если дом расположить по-другому, то стены и крышу здания следует утеплить более эффективно, чтобы компенсировать недостаток тепла, попадающего в помещение с лучами солнечного света.

Как происходит нагрев дома от солнца? Порядка 90% световой энергии проникает через стёкла окон, нагревая помещение. Современные стеклопакеты изготавливают со специальными покрытиями и заполнением инертным газом. Покрытия отражают длинноволновые инфракрасные лучи из помещения обратно внутрь помещений, уменьшая их потерю через окна.

Из-за больших окон летом в доме может стать слишком жарко. Эта проблема решается применением еще одного специального покрытия стекол, а также использованием автоматических систем затемнения, свесов крыш, балконов. Их располагают так, чтобы позволить проходить прямым солнечным лучам через окна только при низком положении солнца в зимнее время. Летом окна на солнечной стороне дома затеняют деревья. Зимой же солнечный свет легко проникает в дом между голыми ветвями.

2. Проектирование компактной конфигурации строений.

Чем больше наружная поверхность здания при одинаковом объёме его помещений, тем выше потери тепла. Поэтому при строительстве, реконструкции или расширении дома, следует по возможности избегать всевозможных ниш, уступов, выступов на стенах. Имеет смысл возводить необогреваемые пристройки на северной стороне дома. Например, помещения для хранения садового инвентаря и велосипедов, технические помещения, защищающие отапливаемую часть дома от ветра и холода. Дом компактной конструкции не только потребляет меньше энергии, но и требует меньших затрат на строительство.

3. Наружные стены, конструкции и свойства применяемых строительных материалов.

Значительная часть тепла уходит из дома через его наружную оболочку. Чем выше перепад между температурами в помещениях и вне дома, тем больше потери тепла.

Степень теплоизоляции дома определяется коэффициентами сопротивления теплопередаче его ограждающих конструкций (пол, стены, окна, кровля). Чем он выше, тем качество утепления лучше.

На рисунке выше представлены конструкции стен коэффициент сопротивления передачи которых составляет 2,1- 2,2 м2ºС/Вт, что удовлетворяет региональным требованиям зданий находящихся в географической широте г.Краснодара.

В соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», для г. Ростов-на-Дону, сопротивление теплопередаче одноэтажного дома должно быть не менее 2,62 м2ºС/Вт.

4. Толщина наружных стен и жилая площадь дома.

От толщины наружных стен непосредственно зависит величина будущей жилой площади в доме. Если стены сделать толщиной, например, не 32 см, а 38,5 см, жилая площадь дома значительно уменьшится. Так, в доме площадью 10x11 м в условиях стен указанной толщины его жилая площадь потеряет 2,73 м! На каждом этаже. А это значит, что каждый квадратный метр жилья обойдётся дороже! При толщине же стен в 49 см жилая площадь каждого этажа уменьшится почти на 8 м2.

5. Шумозащита дома.

Звукоизоляция стен и конструкций дома напрямую зависит от плотности и структуры материала, из которого они изготовлены. При проектировании дома, очень важно уделять внимание изоляции от ударных и звуковых шумов.

Сплошные (без окон и дверей) стены, например из фибропенобетона толщиной 250мм, в полной мере отвечают требованиям комфорта. Звукоизоляция же стены с окнами, занимающими более 25% площади, будет уже не столь эффективной: в этом случае значительная порция шума будет проникать через окна. Именно здесь, прежде всего, потребуются специальные меры по шумоизоляции.

6. Индивидуальное восприятие комфорта и климат в помещении.

Понятие «комфорт в доме» у многих имеет неодинаковый смысл. Одни считают, что самый комфортный - это дом из обожжённого глиняного кирпича, другие предпочитают силикатный кирпич, третьи питают пристрастие к деревянной каркасной конструкции. Однако климат в доме зависит не только от абсорбционной и теплоаккумулирующей способности стен, принципа работы системы отопления, системы вентилирования и деятельности его обитателей. Комфортный микроклимат – это сбалансированное сочетание всех этих элементов в конструкции дома.

7. Теплопотери и мостики холода.

При утеплении дома особое внимание необходимо местам потерь тепла, или так называемым «мостам холода». В этих местах тепло уходит наружу более интенсивно, чем в других. Примером могут служить балконы, исполненные вместе с перекрытием в виде одной сплошной плиты, оконные откосы или стыки между наружными стенами и подвальным перекрытием. Чтобы уменьшить потери тепла и избежать возможных повреждений конструкций (например, образования на них плесени из-за отпотевания), необходимо учесть это ещё в стадии проектирования и строительства дома.
Уплотнению стыков в местах монтажа окон, дверей, кровли и креплению корпусов ролльставен следует обратить особое внимание.

В условиях любой стропильной конструкции, в т.ч. деревянной, над утеплителем необходимо настелить гидроизоляционную паропроницаемую пленку, а снизу под утеплитель пароизоляционную плёнку и уложить бесшовную теплоизоляцию. Особого внимания требует заделка примыканий к внутренним стенам. На этих двух фото один и тот же дом: первая фотография сделана фотоаппаратом, вторая - тепловизором.
Этот прибор зафиксировал огромные теплопотери через окна и наружные стены (отмечены желтым и красным цветами).

8. Теплоизоляция крыши.

Если раньше считалось, что для теплоизоляции крыши вполне достаточно утеплителя (минерально-волокнистых матов или пенополиуретановых плит) толщиной 10 см, то теперь в отношении утепления крыши действуют значительно более жёсткие нормы. Для крыш энергоэффективных («тёплых») домов сопротивление теплопередаче должно быть не менее не менее 6 м2ºС/Вт, т.е. толщина теплоизоляции из материала с коэффициентом теплопроводности (при равновесной влажности) 0,04 Вт/м2К должна быть не менее 24 см.

В условиях более жёстких норм потребления энергоресурсов, важную роль в их экономии играют системы отопления домов, отвечающие новым требованиям. Существенной экономии энергии можно достичь, например, за счёт применения автоматически регулируемых малоинерционных систем, быстро реагирующих на изменение температуры в помещениях.

Так при прогревании помещений солнечными лучами, проходящими сквозь окна, соответствующие датчики могут подавать на дозирующие клапаны сигнал, на уменьшение подачи теплоносителя в приборы отопления данной комнаты. Соответственно котел будет работать меньшее количество времени и расход газа сократится. В этом случае добрую услугу при отоплении дома Вам могут оказать пластинчатые отопительные батареи и конвекторы, которые обладают малой инерционностью. Отопление посредством нагрева полов и кафельная печь из-за большой нагреваемой массы быстро реагировать не смогут.

Отопительный котёл должен соответствовать стандартам, говорящим об эффективном использовании энергии и отсутствии выбросов вредных веществ в атмосферу. Ныне этим требованиям отвечают конденсационные котлы, работающие на жидком топливе или газе, а также газовые паровые котлы со сверхвысоким КПД.

Однако наиболее эффективной и обеспечивающей наибольший комфорт, является система отопления инфракрасными пленочными обогревателями, их КПД 92-97%.

При желании уменьшить энергопотребление собственного дома встает вопрос: что нужно сделать в первую очередь - сделать более мощной систему отопления или утеплить дом? Ответ на этот вопрос однозначный. Сначала следует улучшить теплоизоляцию всех элементов дома. Поскольку для обогрева хорошо утеплённого дома потребуется более компактная и менее мощная система отопления, но хорошо отрегулированная.

10. Пассивное и активное использование солнечной энергии.

Экономить энергоресурсы позволяет применение в окнах стеклопакетов с меньшим коэффициентом теплопередачи. Например, 1,6 Вт/(м2-К) вместо прежних 2,3 или 2,6 Вт/(м2-К). Современный рынок предлагает стеклопакеты даже с Кт =1,3-1,1 Вт/(м2-К) . Бывают стеклопакеты и люкс-класса (0,9-0,8 Вт/(м2"К)), но они стоят значительно дороже. Наряду с экономией энергии, стеклопакеты создают в помещениях комфорт. На стоимость окна, прежде всего, влияет материал рамы и только потом - остекление. Применение стеклопакета с коэффициентом теплопередачи 1,3 или даже 1,11 Вт/м2-К не ведёт к резкому повышению стоимости окна в отличие, например, от использования деревянных рам из склеенной ангарской сосны.

Преобразование солнечной энергии.

Энергию солнца можно использовать не только пассивно (за счёт преимущественного расположения остеклённых поверхностей дома на южную сторону), но и активно. В этом случае речь идёт об использовании солнечных батарей и солнечных водонагревателей, с помощью которых можно подогревать воду для ванной, душа и системы отопления.

1. Жидкостный солнечный коллектор;
2. Щит автоматики;
3. Теплообменник;
4. Разбор подогретой воды;
5. Змеевик контура отопительного котла;
6. Змеевик-теплообменник солнечной станции;
7. Трубопровод подпитки теплообменника;
8. Трубопровод подпитки солнечного коллектора.

При проектировании дома необходимо предусмотреть прокладку теплоизолированных труб от солнечного к потребителям горячей воды. Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую через фотоэлектрические элементы, сегодня уже достаточно совершенен, но пока для частного домостроения экономически оправдано только использование солнечных водонагревателей.

Наряду с потерями тепла через конструктивные элементы здания, оно теряется и при вентилировании помещений.

Проверено, что в условиях хорошо утеплённого дома вентиляционные потери тепла достигают 30-50%. При этом тепло теряется в результате замены тёплого воздуха на свежий, но более холодный.

Этот процесс совершенно необходим для создания нормальных микроклиматических условий в доме. Потребность в вентиляции особенно заметна в энергоэффективном доме, где пути проникновения в дом холодного свежего воздуха надёжно перекрыты уплотнениями.

Эффективным решением в борьбе с теплопотерями, является монтаж системы вентиляции с рекуперацией (возвратом) тепла, которое у современных моделей достигает 80-85%.

На этапе проектирования нужно обязательно предусмотреть место расположения рекуператора и трубопроводов.

Однако эффективная система вентиляции, исходя из практики, является самым распространенным элементом строительства, на котором всегда экономят. Поскольку потребность жильцов дома в чистом свежем воздухе не уменьшается, им приходится постоянно оплачивать перерасход электроэнергии или газа, который уходит на компенсацию выветриваемого тепла.

Задумайтесь: какой смысл дополнительно уплотнять и утеплять конструкции помещений, если тепло уходит наружу через открытые окна и двери?

Без установки эффективной системы вентиляции с этими теплопотерями остается смириться. Их можно только немного сократить, на 25-30% (или на 10-15% от общего объема потерь тепла) за счет правильного проветривания. Вне отопительного сезона, естественно, вентилировать дом можно сколько угодно. Проводить так называемое сквозняковое вентилирование, рекомендуется хотя бы в порядке соблюдения гигиенических норм. Полезно не менее двух-трёх раз в день на короткое время настежь открывать окна, создавая сквозняк.

Время, необходимое для воздухообмена, зависит от температуры и влажности наружного воздуха и силы ветра. Чем холоднее и суше на улице, тем короче должен быть процесс проветривания. Водяной пар, а также запахи, образующиеся при принятии ванны или душа, следует сразу же удалять проветриванием помещения. В зимнее время это нужно делать осторожно, так как сквозняк может не только нанести вред здоровью обитателей дома, но и повлечь за собой потерю значительного количества тепла. Известно, человек не лишён слабостей, к которым можно отнести и непреднамеренное пренебрежительное отношение к соблюдению правил. В данном случае - это правила проветривания помещений. Зачастую, когда жарко, мы не уменьшаем мощность системы отопления, а открываем форточку. Так не поручить ли это дело вентиляционной технике, управляемой компьютером в автономном режиме?

Телевизоры, стиральные машины, электрочайники, утюги, варочные панели, сплит-системы, лампочки - все они потребляют значительное количество электроэнергии. Сегодня сократить ее расход достаточно просто. Нужно при покупке каждого электроприбора обращать на его класс энергопотребления, он должен быть ААА.

Для освещения дома лучше всего использовать лампы на основе LED технологии. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет использовать в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Они не содержат токсичных веществ, поэтому не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения. Срок службы светодиодной лампы составляет до 100 000 часов. А повышенная энергоемкость позволяет потреблять в 10 раз меньше электроэнергии по сравнению с традиционными лампами накаливания.

13. Экономный расход воды и возврат теплоты от использованной теплой воды.

Производители сантехнического оборудования за последнее десятилетие разработали много различных конструкций смесителей, кранов и других элементов сантехнического оборудования, которые позволяют сократить расход воды на 40-50%, без потери моющих свойств потока воды.

Разработаны инновационные системы полива цветников и газонов частных домов, которые сокращают расход воды на полив 40-60%. Системы объединяют в себе локальные датчики, региональные прогнозы погоды и интеллектуальный алгоритм для выбора оптимального режима полива растений на приусадебном участке. Датчики вставляются в каждую зону полива и отслеживают влажность, температуру почвы и освещенность территории. В систему встроен микроконтроллер, который подсоединяет датчики по беспроводной технологии Wi-Fi к домашней сети для контроля времени и продолжительности полива. А микроконтроллер, анализируя все полученные данные, сам выбирает оптимальный режим полива.

В 2012г. конструкторы систем рекуперации частных домов из Англии и Бельгии представили очень компактные системы, которые позволяют возвращать тепловую энергию от сточных вод обратно в дом. КПД таких систем около 60%.

СТОИТ ЛИ ВСЕ ЭТО ТОГО, ЧТОБЫ НЕСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РАСХОДЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ?

Ответ на этот вопрос могут дать реальные цифры экономии и подтвержденные факты.

1. Стоимость самого популярного в России источника тепловой энергии –природного газа в 2017г. в Ростове-на-Дону составляла 5,5 руб./м3. Тенденция цены – ежегодный плавный рост до уровня общемировых цен, как это уже произошло с бензином, стоимость которого на внутреннем рынке сравнялась с его стоимостью на рынках Европы и Северной Америки. Сегодня средняя цена 1м3 природного газа, например в Европе, составляет 0,37 $/м3, т.е. 13,3 руб./м3. Если предположить, что ежегодное повышение цены составит всего 9%, то цена газа на внутреннем рынке достигнет уровня среднемировой к 2025г.
2. Среднемесячный объем энергопотребления газа в зимний период обычным домом 100м2 (ж/б фундамент, система «теплый пол» без утепления, стены 1,5 кирпича с цементной штукатуркой, с обычными металлопластиковыми окнами, утеплением кровли 150мм и без приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла), составляет 850-900м3. В ценах 2017г. это 4,8т.р./месяц, но в 2025г. с очень высокой степень вероятности, отопление этого дома будет в среднем стоить 11,5т.р./месяц, или около 60000 руб. за отопительный период.
3. Собственники домов вышеописанной конструкции, имеющие столь огромные расходы на отопление, будут вынуждены делать их утепление, минимальная стоимость которого в ценах 2017г., для 1эт. дома 100м2 (чтобы привести в соответствие со СНиП 2302-2003 «Тепловая защита зданий») составляет около 320 тыс.руб. Если они не будут заниматься теплоизоляцией, то им придется смириться с тем, что суммы оплаты за потребленные энергоресурсы будут огромны, их дома будут оценены рынком значительно ниже, чем те, которые построены в соответствии со стандартами энергосбережения. Покупатели домов проверяют это просто, они поросят квитанции об оплате коммунальных платежей за прошлый год.

Самые актуальные вопросы:

На сколько увеличится стоимость строительства, если все делать сразу в соответствии с существующими нормативами по теплосбережению?

В среднем от 3% до 10%, все зависит от архитектурного проекта, изначально правильно выбранных инженерных решений по конструкции дома, строительных материалов и технологий.

Через сколько лет эти дополнительные вложения в сохранение тепла окупятся?

Например: при строительстве 1эт. дома 100м2 (по классической вышеописанной схеме), первоначальная стоимость возведения составила 2100 тыс. руб. После корректировки, с целью уложиться в требования СНиП 2302-2003 «Тепловая защита зданий», смета увеличилась на 90 тыс.руб. При этом энергопотребление снизится не менее, чем на 30% (обычно 35-40%), а ежегодная экономия за отопительный период составит не менее 1400м3 природного газа. В 2017г. цена 1м3 газа в Ростове-на-Дону составляла 5,5руб. При условии ежегодного подорожания газа не более, чем на 9%, затраты окупятся на 8-й год. Однако гораздо важнее то, что спустя эти 8 лет все равно придется проводить комплекс мероприятий по энергосбережению дома, чтобы его содержание не стало тяжелым финансовым бременем для семьи. А стоимость переделки элементов дома будет почти в 4 раза дороже, по сравнению 80 тыс.руб. затрат на энергосбережение на этапе строительства.

Есть реальные примеры построенных Вами домов, у которых на 30-40% меньше расход газа на отопление, без ущерба для комфорта проживания?

Более 70% наших Клиентов приняли решение о строительстве таких домов, и уже живут в них. Однако, с 2014г. мы начали предлагать заказчикам и реализовывать в проектах комплексные инженерные решения по всем конструкциям элементов дома, которые позволяют сократить расход энергоресурсов во время эксплуатации еще на 20-30%.

Нерациональный расход энергетических ресурсов – одна из главных проблем экологии. Поэтому стараются создавать энергоэффективные здания, где ресурсы затрачиваются экономично, а расход соответствует потребностям жильцов. Чтобы оценить насколько целесообразно затрачиваются ресурсы, производится расчет класса энергоэффективности. В результате этого строению присваивается конкретная оценка.

Это специфический показатель, отражающий насколько рационально в доме расходуется тепловая и электрическая энергия. Оценка применима как для жилых помещений, так любых других строений, предназначенных для эксплуатации людьми. Показатель характеризует потребление разных ресурсов, необходимых для удовлетворения основных потребностей жильцов.

В соответствии с международными стандартами, маркировка энергоэффективности указывается на любых товарах, расходующих энергию. Это относится к транспортным средствам, бытовой технике, электронике, осветительным приспособлениям. Кроме этого, внедрена маркировка класса энергоэффективности здания, характеризующая степень энергетической экономичности при эксплуатации.

Классы энергоэффективности зданий

Каждое здание соответствует определенному уровню, даже в случае, если в нем не применяются средства, направленные на повышение энергетической экономии. Для оценки собирают показатели общедомовых счетчиков. После этого определяется разница между общепринятой нормой и фактическим показателем.

Как обозначаются классы энергоэффективности жилых зданий?

Для обозначения используют специальную маркировку, посредством которой определяют насколько внедренные энергоэффективные технологии выполняют поставленные задачи. Маркировка действует в России и других странах, так как базируется на международных стандартах.

Показатель А++ характеризует наилучшие энергосберегающие качества. Эта оценка указывает на то, что расход энергии на 75% меньше установленной нормы. Показатель G – худшая оценка, свидетельствующая об отсутствии энергоэффективности зданий.

Как законодательно регулируются классы энергоэффективности зданий?

На законодательном уровне этот вопрос регулируется Федеральным Законом 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности». В соответствии с нормативным актом, каждому строению, вводимому в эксплуатацию, оформляется паспорт энергоэффективности здания. Этот паспорт входит в комплект обязательной проектной документации при строительстве жилых зданий.

Функция оформления паспорта возлагается на органы Госстройнадзора. Застройщиком подается декларация с указанными удельными расходами. Уровень энергосбережения многоквартирных домов которые уже введены в эксплуатацию, присваивается иначе. Для этого обращаются в жилищную инспекцию, куда подают декларацию с показателями уровня потребления, снятых с общедомовых счетчиков.

Расчет класса энергоэффективности зданий

Процедура осуществляется государственными органами и предприятиями с соответствующей лицензией. По правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов, заявление на получение оценки подается собственником либо жильцами.

Для определения собираются данные об объемах потребляемой воды, энергии для теплоснабжения и расход электрической энергии на общедомовых счетчиках. Фактические показатели сопоставляются с показателями удельного годового расхода. При этом учитывается этажность дома, число жильцов, климатические особенности региона.

Преимущества энергоэффективных домов

Нововозведенные или реконструированные энергоэффективные здания и сооружения имеют много преимуществ. Если доказано, что энергосберегающий дом экономит энергетические и природные ресурсы, это открывает перед жильцами новые возможности.

К ним относятся:

• Возможность получения льгот.
  Пунктом 21 статьи 381 Налогового Кодекса предусмотрено уменьшение или освобождение от оплаты налога на имущество. Это относится к строениям, которым присвоены оценки А+ и A++. Это актуально как для жилых, так и для производственных строений.
• Снижение расходов на оплату коммунальных услуг.
  В домах с внедренными энергоэкономичными технологиями жильцы тратят значительно меньше денег на оплату коммуналки. При этом затрачиваемые ресурсы удовлетворяют нужды каждого жильца.

Приобретаемое для повышения энергоэкономии оборудование, среди которого котлы, насосы, очистные сооружения, турбины, электрогенераторы и другие приборы, облагаются льготным налогом.

Как повысить класс энергоэффективности зданий?

При строительстве энергоэффективных зданий пользуются разными энергоактивными технологиями. На ранней стадии строительства используются материалы с повышенными теплоизоляционными свойствами. Наносятся изоляционные покрытия, снижающие расход энергии на обогрев помещений. К аналогичным строительными приемам относится энергоэффективное остекление. Эта технология направлена на целесообразное использование солнечной энергии и снижение обратной потери.

Способы повышения:

• Установка перекрытий и теплоизолированной кровли на крышах.
• Замена окон и балконов на воздухонепроницаемые.
• Установка индивидуальных котельных для обогрева.
• Установка балансировочных клапанов в отопительной системе.
• Утепление наружных фасадов.
• Внедрение индивидуальных учетных приборов в каждой квартире.
• Использование теплозащитных ограждений.
• Внедрение общедомовых очистных сооружений.

Чтобы увеличить оценку, могут устанавливаться стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, альтернативные установки для получения энергии. Расположение некоторых построек позволяет использовать геотермальную энергию для отопления вместо обычного.

Как получить класс энергоэффективности?

Способ получения зависит от специфики строения. По действующему закону, каждое строение должно соответствовать конкретному показателю. Только на немногие постройки это требование не распространяется.

Класс энергоэффективности нового здания

Для определения оценки энергетической эффективности новых или реконструированных домов используют проектную документацию. Сведения о применяемых энергосберегающих технологиях вносят в документацию при проектировании энергоэффективных зданий. Эта документация изучается аудитором. Затем проводится тепловизионное и энергетическое исследование.

Присвоенная оценка зависит от следующих показателей:

• Толщина стен.
• Степень утепления помещений.
• Характеристики материалов для постройки.
• Тепловые утечки.

После окончания проверки присваивается класс. Если оценка высокая, можно получить скидку при оплате на имущественный налог.

Класс энергоэффективности МКД, жилых и эксплуатируемых зданий

По закону ФЗ-261, для строений, находящихся в эксплуатации, оценка энергосбережения присваивается государственной жилищной инспекцией. Для этого составляются декларации с показателями фактического потребления ресурсов, что позволяет соотнести их с удельными значениями. Декларация подается в инспекцию управляющей компанией либо обществом собственников жилья.

Стандартная декларация включает следующие данные:

• Показания, снятые с общедомовых учетных приборов.
• Фактический объем потребления энергии.
• Сведения о климатических особенностях.
• Расчетные данные.

Присвоенный показатель зависит от уровня расхода энергии, затрачиваемой на отопление, водоснабжение, вентиляцию и другие потребности, и от фактического расхода на общедомовые нужды. Если расход энергии в доме выше удельного значения, то присваивается низкий уровень энергетической эффективности.

Присвоенный класс действует временно, а не постоянно. Повторная оценка энергосберегающих свойств строения требуется каждые 5 лет.

На какие здания не распространяются требования энергоэффективности и присвоения класса?

Энергетический паспорт, по закону, требуется для всех новых и реконструированных строений, и помещений, которые подвергались капитальному ремонту. Но в 11 пункте Федерального Закона «Об энергосбережении» представлен список исключений.

Строения, на которые не распространяются требования:

• Сооружения, отнесенные к объектам культурного наследия.
• Постройки, предназначенные для временной эксплуатации (до 2 лет).
• Частные жилые дома (до 3 этажей).
• Сооружения вспомогательного использования.
• Отдельные постройки и сооружения, площадь которых не превышает 50 квадратных метров.

Для перечисленных построек энергетический паспорт не нужен. Они эксплуатируются без присвоения уровня энергоэффективности.

Штрафные санкции за несоблюдение требований энергоэффективности зданий

По закону, при строительстве, реконструкции или ремонте соблюдаются требования энергетической эффективности. Иначе нарушителям грозит административная ответственность. Предусмотрено наказание в виде штрафа. Размер составляет от 20 до 30 тыс. рублей (для должностных лиц), от 500 до 600 тыс. рублей (для юридических лиц).

Штрафами облагают и лиц, ответственных за содержание многоквартирных домов. При несоблюдении требований, статьей КоАП предусмотрен штраф от 5 до 10 тыс. рублей (должностным лицам) и от 20 до 30 тыс. рублей (юридическим лицам).

Собственникам нежилых строений, не соблюдающих требования, грозит административный штраф в размере от 10 до 15 тыс. рублей. Для юридических лиц сумма возраста до 100-150 тыс. рублей.

В какие сроки подтверждают класс энергоэффективности здания?

Срок зависит от особенностей постройки и целевого предназначения. Жилые строения проходят проверку перед сдачей эксплуатацию. При этом сдавать в эксплуатацию постройки, уровень энергетической эффективности которых ниже С, запрещено законом. Эта оценка указывает на несоответствие установленным международным нормам.

Энергетический паспорт обновляют каждые 5 лет. Подавать заявку в инспекцию нужно за 3 месяца до истечения пятилетнего срока. Это касается эксплуатируемых строений, в том числе многоквартирных домов. Штрафные санкции, предусмотренные административным кодексом, возлагают в случае, если по результатам энергетического обследования уровень энергетической эффективности снизился.

Какие налоговые льготы дают высокие классы энергоэффективности?

Если постройке присвоена оценка А или В, строение освобождается от уплаты имущественного налога. Такая льгота действует 3 года. Отсчет идет с момента постановки дома на учет в органах Госстройнадзора.

Льгота на имущественный налог распространяется исключительно на новостройки. Здания, введенные в эксплуатацию получают льготу при наличии энергетического паспорта. Если этого документа нет, подтвердить высокий уровень энергосбережения нельзя, ввиду чего строение не рассматривается в качестве претендента на налоговую льготу.

Энергоэффективность – показатель, отражающий целесообразность расхода энергии в здании. Повышение этого показателя позволяет экономить энергетические ресурсы. Для этого внедряются энергосберегающие технологии. Высокий уровень энергетической эффективности, подтвержденный специальными исследованиями, позволяет получать льготы и снижает расходы на оплату коммунальных услуг.

Энергосберегающий дом – это не идеализированное представление дома будущего, а сегодняшняя реальность, которая приобретает все большую популярность. Энергосебергающим, энергоэффективным, пассивным домом или экодомом сегодня называют такое жилище, которое требует минимум расходов на поддержание комфортных условий проживания в нем. Достигается это путем соответствующих решений в сфере , и строительства. Какие технологии для энергосберегающих домов существуют на данный момент, и сколько ресурсов они смогут сэкономить?

№1. Проектирование энергосберегающего дома

Жилище будет максимально экономным, если оно было спроектировано с учетом всех энергосберегающих технологий. Переделать уже построенный дом будет сложнее , дороже, да и ожидаемых результатов добиться будет трудно. Проект разрабатывается опытными специалистами с учетом требований заказчика, но при этом нужно помнить, что использованный набор решений должен быть, прежде всего, экономически выгодным. Важный момент – учет климатических особенностей региона .

Как правило, энергосберегающими делают дома, в которых проживают постоянно, поэтому на первое месте выходит задача сбережения тепла, максимального использования естественного освещения и т.д. Проект должен учитывать индивидуальные требования, но лучше, если пассивный дом будет максимально компактным, т.е. более дешевым в содержании .

Одним и тем же требованиям могут отвечать различные варианты . Совместное принятие решений лучших архитекторов, проектировщиков и инженеров позволили еще на стадии разработки плана возведения помещения создать универсальный энергосберегающий каркасный дом (подробнее читайте — ). Уникальная конструкция кооперирует в себе все экономически выгодные предложения:

• благодаря технологии SIP-панелей строение обладает высокой прочностью;
• достойный уровень термо- и шумоизоляции, а также отсутствие мостиков холода;
• сооружение не требует привычной дорогой системы отопления;
• с использованием каркасных панелей дом строится очень быстро и характеризуется длительным сроком службы;
• помещения компактны, комфортны и удобны во время их последующей эксплуатации.

В качестве альтернативы можно использовать для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина как самый экологичный материал.

№2. Архитектурные решения для энергосберегающего дома

Чтобы добиться экономии ресурсов, необходимо уделить внимание планировке и внешнему виду дома. Жилище будет максимально энергосберегающим, если учтены такие нюансы:

• правильное расположение . Дом может быть расположен в меридиональном или широтном направлении и получать разное солнечное облучение. Северный дом лучше строить меридионально , чтобы увечить приток солнечного света на 30%. Южные дома, наоборот, лучше возводить в широтном направлении, чтобы уменьшить затраты на кондиционирование воздуха;
• компактность , под которой в данном случае понимают соотношение внутренней и внешней площади дома. Оно должно быть минимальным, а достигается это за счет отказа от выпирающих помещений и архитектурных украшений типа эркеров. Получается, что самый экономный дом – это параллелепипед;
• тепловые буферы , которые отделяют жилые помещения от контакта с окружающей средой. Гаражи, лоджии, подвалы и нежилые чердаки станут отличной преградой для проникновения в комнаты холодного воздуха извне;
  
  
• правильное естественное освещение . Благодаря несложным архитектурным приемам можно в течение 80% всего рабочего времени освещать дом с помощью солнечных лучей. Помещения, где семья проводит больше всего времени (гостиная, столовая, детская) лучше расположить на южной стороне , для кладовой, санузлов, гаража и прочих вспомогательных помещений достаточно рассеянного света, поэтому они могут иметь окна на северную сторону. Окна на восток в спальне утром обеспечат зарядом энергии, а вечером лучи не будут мешать отдыхать. Летом в такой спальне можно будет вообще обойтись без искусственного света. Что же касается размера окон , то ответ на вопрос зависит от приоритетов каждого: экономить на освещении или на обогреве. Отличный прием – установка солнечной трубы . Она имеет диаметр 25-35 см и полностью зеркальную внутреннюю поверхность: принимая солнечные лучи на крыше дома, она сохраняет их интенсивность на входе в комнату, где они рассеиваются через диффузор. Свет получается настолько ярким, что после установки пользователи часто тянутся к выключателю при выходе из комнаты;
  
  
• кровля . Многие архитекторы рекомендуют делать максимально простые крыши для энергосберегающего дома. Часто останавливаются на двухскатном варианте, причем чем более пологим он будет, тем более экономным окажется дом. На пологой крыше будет задерживаться снег, а это дополнительное утепление зимой.

№3. Теплоизоляция для энергосберегающего дома

Даже построенный с учетом всех архитектурных хитростей дом требует правильного утепления, чтобы быть полностью герметичным и не выпускать теплоту в окружающую среду.

Теплоизоляция стен

Через стены уходит около 40% тепла из дома , поэтому их утеплению уделяют повышенное внимание. Самый распространенный и простой способ утепления – организация многослойной системы. обшиваются утеплителем, в роли которого часто выступает минеральная вата или пенополистирол , сверху монтируется армирующая сетка, а потом – базовый и основной слой штукатурки.

Более дорогая и прогрессивная технология – вентилируемый фасад . Стены дома обшиваются плитами из минеральной ваты, а облицовочные панели из камня, металла или других материалов монтируются на специальный каркас. Между слоем утеплителя и каркасом остается небольшой зазор, который играет роль «тепловой подушки», не позволяет намокать теплоизоляции и поддерживает оптимальные условия в жилище.

Кроме того, чтобы снизить теплопотери через стены, используют изолирующие составы в местах примыкания кровли, учитывают будущую усадку и изменение свойств некоторых материалов при повышении температуры.

Принцип работы вентилируемого фасада

Теплоизоляция кровли

Через кровлю уходит около 20% тепла. Для утепления крыши используют те же материалы, что и для стен. Широко распространены на сегодняшний день минеральная вата и пенополистирол . Архитекторы советуют делать кровельную теплоизоляцию не тоньше 200 мм независимо от типа материала. Важно рассчитать нагрузку на , несущие конструкции и кровлю, чтобы не была нарушена целостность конструкции.

Теплоизоляция оконных проемов

На окна приходится 20% теплопотерь дома. Хоть лучше, чем старые деревянные окна, защищают дом от сквозняков и изолируют помещение от внешнего воздействия, они не идеальны.

Более прогрессивными вариантами для энергосберегающего дома являются:

Теплоизоляция пола и фундамента

Через фундамент и пол первого этажа теряется по 10% теплоты. Пол утепляют теми же материалами, что и стены, но можно использовать и другие варианты: наливные теплоизоляционные смеси, пенобетон и газобетон, гранулобетон с рекордной теплопроводностью 0,1 Вт/(м°С). Можно утеплить не пол, а потолок подвала, если подобный предусмотрен проектом.

Фундамент лучше утеплять снаружи, что поможет защитить его не только от промерзания, но и от других негативных факторов, в т.ч. влияния грунтовых вод, перепадов температур и т.д. В целях утепления фундамента используют напыляемый полиуретан, и пенопласт.

№4. Рекуперация тепла

Тепло из дома уходит не только через стены и кровлю, но и через . Чтобы уменьшить расходы на отопление используют приточно-вытяжные вентиляции с рекуперацией.

Рекуператором называют теплообменник, который встраивается в систему вентиляции. Принцип его работы заключается в следующем. Нагретый воздух через вентиляционные каналы выходит из комнаты, отдает свое тепло рекуператору, соприкасаясь с ним. Холодный свежий воздух с улицы, проходя сквозь рекуператор, нагревается, и поступает в дом уже комнатной температуры. В результате домочадцы получают чистый свежий воздух, но не теряют тепло.

Подобная система вентиляции может использоваться вместе с естественной: воздух будет поступать в помещение принудительно, а выходить за счет естественной тяги. Есть еще одна хитрость. Воздухозаборный шкаф может быть отнесен от дома на 10 метров, а воздуховод проложен под землей на глубине промерзания . В этом случае еще до рекуператора летом воздух будет охлаждаться, а зимой – нагреваться за счет температуры почвы.

№5. Умный дом

Чтобы сделать жизнь более комфортной и при этом экономить ресурсы, можно и техникой , благодаря которым уже сегодня возможно:

№6. Отопление и горячее водоснабжение

Гелиосистемы

Самый экономный и экологичный способ отапливать помещение и подогревать воду – это использовать энергию солнца. Возможно это благодаря солнечным коллекторам, установленным на крыше дома. Такие устройтсва легко подсоединяются к системе отопления и горячего водоснабжения дома, а принцип их работы заключается в следующем . Система состоит из самого коллектора, теплообменного контура, бака-аккумулятора и станции управления. В коллекторе циркулирует теплоноситель (жидкость), который нагревается за счет энергии солнца и через теплообменник отдает тепло воде в баке-аккумуляторе. Последний за счет хорошей теплоизоляции способен долго сохранять горячую воду. В этой системе может быть установлен нагреватель-дублер, который догревает воду до необходимой температуры в случае пасмурной погоды или недостаточной продолжительности солнечного сияния.

Коллекторы могут быть плоскими и вакуумными . Плоские представляют собой коробку, закрытую стеклом, внутри нее находится слой с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. Такие коллекторы более прочные, но сегодня вытесняются вакуумными. Последние состоят из множества трубок, внутри которых находятся еще трубка или несколько с теплоносителем. Между внешней и внутренней трубками – вакуум, который служит теплоизолятором. Вакуумные коллекторы более эффективны, даже зимой и в пасмурную погоду, ремонтопригодны. Срок службы коллекторов около 30 лет и более.

Тепловые насосы

Тепловые насосы используют для отопления дома низкопотенциальное тепло окружающей среды , в т.ч. воздуха, недр и даже вторичное тепло, например от трубопровода центрального отопления. Состоят такие устройства из испарителя, конденсатора, расширительного вентиля и компрессора. Все они связаны замкнутым трубопроводом и функционируют на основе принципа Карно. Проще говоря, теплонасос подобен по работе холодильнику, только функционирует наоборот. Если в 80-х годах прошлого века тепловые насосы были редкостью и даже роскошью, то уже сегодня в Швеции, например, 70% домов отапливаются подобным образом.

Конденсационные котлы

Биогаз в качестве топлива

Если скапливается много органических отходов сельского хозяйства, то можно соорудить биореактор для получения биогаза . В нем биомасса благодаря анаэробным бактериям перерабатывается, в результате чего образуется биогаз, состоящий на 60% из метана, 35% — углекислого газа и на 5% из прочих примесей. После процесса очистки он может использоваться для отопления и горячего водоснабжения дома. Переработанные отходы преобразуются в отличное удобрение, которое может использоваться на полях.

№7. Источники электроэнергии

Энергосберегающий дом должен и, желательно, получать ее из возобновляемых источников. На сегодняшний день для этого реализована масса технологий.

Ветрогенератор

Энергия ветра может преобразовываться в электричество не только большими ветряными установками, но и с помощью компактных «домашних» ветряков . В ветряной местности такие установки способны полностью обеспечивать электроэнергией небольшой дом, в регионах с невысокой скоростью ветра их лучше использовать вместе с солнечными батареями.

Сила ветра приводит в движение лопасти ветряка, которые заставляют вращаться ротор генератора электроэнергии. Генератор вырабатывает переменный нестабильный ток, который выпрямляется в контроллере. Там происходят зарядка аккумуляторов, которые, в свою очередь, подключены к инверторам, где и идет преобразование постоянного напряжения в переменное, используемое потребителем.

Ветряки могут быть с горизонтальной и вертикальной осью вращения. При разовых затратах они надолго решают проблему энергонезависимости.

Солнечная батарея

Использование солнечного света для производства электроэнергии не так распространено, но уже в ближайшем будущем ситуация рискует резко измениться. Принцип работы солнечной батареи очень прост: для преобразования солнечного света в электричество используется p-n переход. Направленное движение электронов, провоцируемое солнечной энергией, и представляет собой электричество.

Конструкции и используемые материалы постоянно совершенствуются, а количество электроэнергии напрямую зависит от освещенности. Пока наибольшей популярностью пользуются разные модификации кремниевых солнечных батарей , но альтернативой им становятся новые полимерные пленочные батареи, которые пока находятся в стадии развития.

Экономия электроэнергии

Полученное электричество нужно уметь расходовать с умом. Для этого пригодятся следующие решения:

№8. Водоснабжение и канализация

В идеале, энергосберегающий дом должен получать воду из скважины , расположенной под жилищем. Но когда вода залегает на больших глубинах или качество ее не отвечает требованиям, от подобного решения приходится отказываться.

Бытовые стоки лучше пропускать через рекуператор и отбирать у них теплоту. Для очистки сточных вод можно использовать септик , где преобразование будет совершаться за счет анаэробных бактерий. Полученный компост является хорошим удобрением.

Для экономии воды неплохо бы уменьшить объем сливаемой воды. Кроме того, можно воплотить в жизнь систему, когда вода, используемая в ванной и раковине, применяется для слива в унитазе.

№9. Из чего строить энергосберегающий дом

Конечно же, лучше использовать максимально природное и натуральное сырье, производство которого не требует многочисленных стадий обработки. Это древесина и камень . Предпочтение лучше отдавать материалам, производство которых осуществляется в регионе, ведь таким образом снижаются растраты на транспортировку. В Европе пассивные дома стали строить из продуктов переработки неорганического мусора. , стекло и металл.

Если один раз уделить внимание изучению энергосберегающих технологий, продумать проект экодома и вложить в него средства, в последующие годы расходы на его содержание будут минимальными или даже стремиться к нулю.