Главная » Статьи » Строим дом. Строим баню.


Оправдывает ли себя строительство энергосберегающего дома? Какие решения лучше? Какие преимущества они дают?

Принимая решение о стро­ительстве дома и зани­маясь поисками проекта,    нужно учитывать буду­щие расходы по его эксплуатации. Большинство из них будет связано с его отоплением, значит, особое вни­мание следует уделить решениям, влияющим на поступление и потери тепла. Самое большое значение име­ет теплоизоляция внешних ограж­дающих конструкций: стен, окон, дверей, полов, крыши. Чем больше их коэффициент сопротивления теп­лопередаче R (м2*К)/Вт, тем меньше будут потери тепла. Большое коли­чество тепла может дать солнечное излучение.

Компактная форма дома благоприятна сточки зрения рационального расхода энергии, необходимой для его отопления. Разнообразие во внешний вид дома вносят интересные архитектурные детали, например, нестандартное остекление. Важно, чтобы большие окна были расположены с юга, тогда энергия, полу­чаемая от солнца, может компенсировать потери тепла через большие остекленные участки



Дом простой, компактной формы украшают интересные детали и тщательно подобранные отделочные материалы
Солнечную энергию дом получает не только благодаря установленным на крыше солнечным коллекторам, но и через большие окна на южном фасаде дома

Придав дому компакт­ную форму, правильно сориентиро­вав его по сторонам света, разместив на южной стороне дома большие остекленные участки и хорошо вы­полнив теплоизоляцию наружных ограждающих конструкций, мож­но добиться того, что потребность в энергии для обогрева, получаемой от отопительных приборов путем конвекции, будет ниже, чем в другом доме такого же объема.

Что окупается?

То, какую экономию можно получить, используя отдельные решения, можно проверить на примере дома на одну семью общей площадью 144 м2.

Предположим, что:
  • дом имеет добротную теплоизо­ляцию: коэффициент сопротивле­ния теплопередаче R составляет соответственно: для наружных стен - 4,0 (м2*К)/Вт, для окон и дверей - 0,56 (м2*К)/Вт, для перекрытия - 5,0 (м2*К)/Вт, для пола-2,5 (м2*К) /Вт;
  • зимой во всех помещениях преобла­дает температура +20°С, расчетная наружная температура составля­ет -20°С;
  • в доме есть одна ванная, один санузел и одна кухня (количе­ство необходимого, наиболее интенсивно вентилируемого воз­духа, который нужно нагреть, - 50 + 30 + 70 = 150 м3);
  • в доме будут проживать четыре человека (количество людей вли­яет на количество получаемого тепла);
  • помещения имеют высоту 2,7 м.
Сравним разные по площади, фор­ме, этажности, ориентации по сторо­нам света и площади застекленных поверхностей дома, отвечающие вышеуказанным требованиям, и про­верим, какие решения, характерные для каждого из них, влияют на по­требность в тепле для их обогре­ва.

Оценим, какое решение имеет значительное влияние на общий энергобаланс - какое из них явля­ется эффективным, а каким можно пренебречь. С этой целью для каж­дого дома мы рассчитаем потери и поступления тепла в период всего отопительного сезона, а также се­зонную потребность в тепле для обогрева.

Окна


Даже самое современное и до­рогое окно имеет более низ­кий коэффициент сопротивления теплопередаче R, чем хорошо тепло­изолированная стена. Следователь­но, потери тепла через окна будут значительными. Но это не значит, что надо жить в доме без окон или ограничивать их размер, ведь при­ток естественного света в помеще­ние - это залог комфорта и хорошего самочувствия. Наоборот, в жилых помещениях нужно не ограничи­вать величину окон, а использовать их способность пропускать в дом солнечную энергию для получения тепла.

Количество тепла, получа­емого от солнца, может превзойти потери, вызванные значительной величиной остекленных поверх­ностей окон. Обязательное усло­вие для этого - расположение окон со стороны наиболее интенсивно­го освещения солнцем - с юга.С востока и запада солнце светит на протяжении более короткого пе­риода времени, да и лучи, с точки зрения получения тепла, падают под менее благоприятным углом, так как солнце находится ниже над горизон­том. Следовательно, оно слабее обо­гревает внутренние помещения.

Остекление с северной стороны при­ведет к увеличению потерь тепла. Поэтому, проектируя дом, желатель­но сделать так, чтобы с севера дом вообще не имел окон и дверей или площадь, которую они занимают, бы­ла минимальной.  

ВНИМАНИЕ - БОЛЬШИЕ ОКНА!


Большие окна, через которые в дом должно проникать тепло, не долж­ны быть ничем заслонены. Тень, отбрасываемая деревьями, соседними домами, балконом, расположенным над окнами, или широким навесом, мешает проникновению тепла внутрь. В этом случае остекленные участки не будут способствовать снижению потребления тепловой энергии.

С другой стороны, сильный нагрев помещений, который так приятен зимой, может вызвать дискомфорт летом. Поэтому дом, спроектирован­ный для максимального получения солнечной энергии, нужно оснастить устройствами, препятствующими летнему перегреву помещений. Это могут быть подвижные шторы, рол- леты или маркизы, затеняющие поме­щения. Природной шторой могут слу­жить лиственные деревья и кусты, сбрасывающие на зиму свои листья. Проблема перегрева не возникает, если воздух в помещениях охлаждает­ся кондиционерами. Но поскольку они при эксплуатации используют доста­точно много электроэнергии, их ста­раются не устанавливать в домах, которые должны быть дешевыми в эксплуатации.

Другой способ снижения температу­ры в помещениях летом - это исполь­зование принудительной вентиля­ции с грунтовым теплообменником, который представляет собой длинную трубу, уложенную в земле на глубине приблизительно 1,5 м. Так как летом температура почвы на этой глубине гораздо ниже температуры наружно­го воздуха, проходящий по трубе воз­дух, который затем подается в систему вентиляции, охлаждается и в помеще­ниях становится прохладнее.

Все эти решения связаны с дополни­тельными расходами на установку устройств, в которых нет необходи­мости, если в доме не используются решения, способствующие получению солнечной энергии. Но практика пока­зывает, что эти расходы быстро окупа­ются. Особенно это касается использо­вания самых простых решений - штор или маркиз. 

Пример. Влияние размещения окон на потребность в тепле для обогрева дома 

Сравним дома одинаковой формы, в которых окна имеют одинаковую площадь, но по-разному рас­положены относительно сторон света (дом 1, 2, 3). Проверим, как увеличение площади окон повлияет на потребность дома в тепле (дом 4).

Дом 1 - с окнами, равномерно расположенными на всех фасадах, площадь окон S = 24 м2


Дом 2 - без окон с севера, площадь окон S = 24 м2


Дом 3 - без окон с севера и с большими окнами с юга, площадь окон S = 24 м2
 

Дом 4 - без окон с севера, с большой площадью остекления с востока и запада, площадь окон S = 28 м2



Очевидно, что строительство дома, не имеющего с северной стороны ни окон, ни дверей, дает опреде­ленную экономию в потреблении энергии для обогрева. Перенос две­ри и двух окон с северного фасада на восточный и западный фасады вдоме 2 позволит сэкономить око­ло 3,5% энергии, необходимой для обогрева дома по сравнению с до­мом 1.

Дополнительной экономии можно достичь, группируя окна с большой площадью остекления на южном фасаде, как это сделано в доме 3. По отношению к дому 1, рас­ход энергии снизится на 5,2%. В то же время увеличение площади окон с западной и восточной сто­роны (дом 4) не оказывает особого влияния на расход энергии, несмо­тря на то, что общая площадь окон увеличена с 24 до 28 м2

Разница порядка 5% в затратах на обогрев дома не такая уж суще­ственная, но, учитывая отсутствие дополнительных инвестиционных расходов, при проектировании дома стоит обратить внимание на способ расположения окон на фасаде.

Форма дома


Многие считают компактный дом, имеющий форму прямо­угольного параллелепипеда, простым и неинтересным. Сложная форма может быть более привлекатель­ной, но для такого дома потребуется больше энергии для обогрева. Форма здания должна быть такой, чтобы площадь наружных стен была как можно меньше. Такой дом обойдется дешевле и в процессе строительства, и в эксплуатации - потери тепла будут меньше, так как будет меньше пло­щадь теплообмена между внутренней частью дома и окружающей средой. Уменьшится и количество мостиков холода (к ним относятся углы дома), через которые уходит много тепла.

Пример. Влияние формы дома на потребность в тепле для его обогрева 

Сравним дома, имеющие разную форму, с одинако­вой площадью наружных стен и с окнами, которые одинаково расположены относительно сторон света.

Дом 5 - в форме квадрата


Дом 6 - в форме прямоугольника

 
Дом 7 - в форме буквы L


Дом 8 - крестообразной формы


Отличия небольшие, но видно, что дома с большей площадью наруж­ных стен требуют больше энергии для обогрева. Между домом, имею­щим наиболее благоприятную фор­му - в виде квадрата, - и домами L-образной и крестообразной фор­мы разница потребности в тепле со­ставляет всего 3,5%. Более сложная форма дома может способствовать расположению большего количества окон с южной стороны и отсутствию их с северной стороны, что позволит сделать эту разницу еще меньше.

Количество этажей


Cделать выбор между одноэтажным, двухэтажным или одно­этажным домом с мансардой совсем не просто. Следует учитывать не толь­ко функциональность внутреннего пространства - планирование распо­ложения помещений относительно друг друга, удобную коммуникацию, но и то, сколько энергии необходимо для обогрева каждого из них. Одно­этажный дом имеет самую большую площадь ограждающих конструк­ций (стены и крыша), через которые уходит тепло. В доме с мансардой используется все пространство, и все оно обогревается.

Пример. Влияние количества этажей дома на потребность в тепле для его обогрева Сравним дома, у которых окна одинаково распо­ложены относительно сторон света, имеющие одинаковую площадь, но разное количество этажей.


Дом 9 - одноэтажный

 
Дом 10 - одноэтажный дом с мансардой


Дом 11 - двухэтажный


На этот раз сомнений не возникает: одноэтажный дом - это не лучшее решение. Тот, кто хочет экономить на отоплении, должен построить, по крайней мере, дом с двумя эта­жами. Придется ходить по лестнице, но зато тепло из помещений на пер­вом этаже не будет сразу уходить через крышу, а обогреет еще и по­мещения, расположенные выше.


В одноэтажном доме площадь кры­ши, через которую уходит большое количество тепла, является самой большой относительно жилой пло­щади, поэтому значительной явля­ется разница в потреблении тепла. Например, сезонный обогрев одно­этажного дома (дом 9) по сравнению с двухэтажным домом или домом с мансардой (дома 11 и 10) обходит­ся дороже. Может возникнуть вопрос о разни­це потерь тепла через пол в доме с жилой мансардой и двухэтажном доме. Это связано с тем, что в доме с мансардой из-за большого наклона кровельных скатов определенная часть жилой площади теряется под его скосами. Чтобы с функциональ­ной точки зрения этот дом был экви­валентен двум другим, с которыми его сравнивают, была соответственно увеличена (приблизительно на 16%) его площадь, рассчитанная на уровне пола. Увеличение площади наружных ограждающих конструкций приведет к повышению теплопотерь, отсюда именно такой, а не иной результат.



Материалы

Подумаем, из чего лучше по­строить дом, чтобы расходы, затраченные на стройматериалы, компенсировались более низки­ми расходами на отопление. От то­го, как стройматериалы проводят тепло, будет зависеть коэффициент сопротивления теплопередаче на­ружной стены R (м2*К)/Вт, которая из них сооружена. Чем больше его значение, тем ниже будут потери тепла. К сожалению, увеличение теплоизоляционной способности наружных стен с определенного мо­мента становится нерентабельным, так как влечет за собой настолько большие расходы, что уменьшение (за счет теплоизоляции) расходов на обогрев не компенсирует их на протяжении всего периода экс­плуатации дома. Поэтому при выбо­ре материалов для дома необходимо руководствоваться экономическим расчетом и здравым смыслом.

Рассмотрим различные варианты решений на примере одноэтажного дома.


Дом 12 - одноэтажный, площадью 144 м2
(для расчетов можно предположить, что окна и двери имеют площадь 24,5 м2, а стены -118 м2)



Пример 1. Замена окон более теплыми

На рынке представлены окна, обладающие разными тепло изоляционными характеристиками, и поэтому отличающиеся по цене. Оправдывает ли себя покупка дорогих окон с большим коэффициентом со­противления теплопередаче?

Сравним дома, отличающиеся только установленными в них окнами.


Пред­положим, что в первом установлены стандартные ПВХ-окна, предлагаемые всеми производителями. Их коэффи­циент сопротивления теплопередаче R обычно не указывается, произво­дители дают значение только ко­эффициента R используемых в них стекол, который, обычно, составля­ет 0,9 (м2*К)/Вт. Поскольку теплоизо­ляционная способность стандартных оконных профилей значительно ниже, считается, что коэффициент всего окна R = 0,56 (м2вК)/Вт.


Во втором до­ме установлены окна из ПВХ, которые в 1,5 раза дороже стандартных окон, но благодаря специальным пятикамерным профилям, их коэффициент R составляет 0,83 (м2*К)/Вт. Дополнительные затраты, связанные с покупкой относительно дорогих окон с большим коэффициен­том R, окупятся приблизительно в те­чение шести лет при отоплении дома электричеством (если не изменятся цены на электроэнергию), а при ото­плении углём этот срок увеличится в несколько раз.

Пример 2. Утепление перекрытия



Тёплый воздух имеет естественную тенденцию подниматься вверх, поэтому теплоизоляции пе­рекрытия над отапливаемыми по­мещениями стоит уделить особое внимание.


Сравним дома, отличаю­щиеся только изоляцией перекры­тий. Предположим, что перекрытие первого дома (площадью 144 м2) име­ет коэффициент R = 5,0 (м2*К)/Вт, а второго - 10 (м2»К)/Вт. Этого можно достичь, уложив на перекрытии соот­ветственно 20-и 40-сантиметровый слой теплоизоляции из минеральной ваты.

Инвестиция в утепление перекрытия окупится за четыре года эксплуатации дома при его отопле­нии электричеством.

Пример 3.



Пол, уложенный на грунте, - это ещё один элемент, теплоизо­ляция которого влияет на потреб­ность дома в тепле. Его площадь в рассматриваемом доме составля­ет 144 м2. Сравним два решения: первое - с изоляцией из пенополистирольных плит толщиной 8 см и второе - с изоляцией из тех же плит толщиной 15 см.


Увеличение толщи­ны теплоизоляции влечет за собой увеличение коэффициента сопро­тивления теплопередаче R пола с 2,5 до 4,16 (м2*К)/Вт. Это позволя­ет сэкономить на отоплении дома. Расходы, окупятся за три года при обогреве дома электричеством. Это выгоднее, чем дополнительная теплоизоляция перекрытия минеральной ватой.


Стоит иди не стоит строить энергосберегающий дом?

Кто-то из вас подумает: зачем усложнять себе жизнь такими решениями, если каждое из них по­зволяет сэкономить от нескольких десятков до нескольких сотен рублей в год? Да, на первый взгляд, при сегодняшних расходах - это немно­го. Но нужно помнить, что именно одновременное использование нескольких из описанных выше решений поможет сэкономить зна­чительные средства.


Подтверждени­ем этого может быть двухэтажный дом (дом 11) с наиболее компакт­ной (с точки зрения потребления тепла для обогрева) формой дома, с хорошей теплоизоляцией. Значе­ния коэффициента R его наружных ограждающих конструкций состав­ляют: 9,1 - для наружных стен, 0,83 - окон и дверей, 10,0 - перекрытия, 4,16 - пола. Сравним его с домом та­кой же площади, но некомпактной, крестообразной формы (дом 8). Предположим, что коэффициенты R в этом доме составляют: для наружных стен - 4,0, окон и дверей - 0,6, перекрытия - 5,0, пола - 2,5.

Увеличение теплоизоляционных свойств окон, пола и перекрытий уве­личивает затраты на двухэтажный дом. Зато сезонные расходы на отопление этого дома уменьшаются. Самую значи­тельную экономию можно получить, отапливая дом электричеством.

Если дом будет отапливаться не только газом, а, например, жидким топливом, то од­нократные инвестиционные затраты окупятся через семь лет. А если цены на топливо (а также та­рифы на электричество) в ближайшем будущем возрастут, то еще быстрее.


Текст Петр Лясковски




Источник: http://www.зелёныйлуг.рф/publ/stoit_li_stroit_ehnergosberegajushhij_dom/1-1-0-8 Категория: Строим дом. Строим баню. | Добавил: Редактор (30.12.2012) Просмотров: 5000
Back to Top