Статьи

Как достичь стандарта пассивного дома?

Каждое здание необходимо проектировать индивидуально, принимая во внимание его расположение, размер и вид. Общие указания для этого:

• сопротивление теплопередаче R стен, крыши и пола на грунте должно быть не меньше, чем 7,7 (м²•K)/Вт (согласно ныне действующей норме в Росии –  R стен = 2,8 (м²•K)/Вт, R крыши = 4,95 (м²•K)/Вт);

• сопротивление теплопередаче R окон должен быть не меньше 1,25 (м²•K)/Вт и как можно более низкое для дверей (согласно ныне действующей норме R для окон = 0,6 (м²•K)/Вт);

• коэффициент светопроницаемости g для оконных стекол выше 50%;

• отсутствие мостиков холода;

• механическая вентиляция с рекуперацией тепла;

• высокая герметичность дома – коэффициент воздухообмена n50 (при разнице давления 50 Pa) меньше, чем 0,6 h-1. Это значит, что объем­ воздуха, проходящий через щели в доме на протяжении часа, не должен превышать 0,6 кубатуры дом

• использование солнечной энергии для отопления.

Стены, крыша, пол.

Чтобы достичь рекомендуемого сопротивления теплопередаче стен и крыши, толщина слоя теплоизоляционных материалов должна составлять более 30 см. После выполнения подробных расчетов потерь тепла конкретного дома может оказаться, что для достижения потребности в тепловой энергии ниже, чем 15 кВт•ч/(м²•год), необходимо использование более толстого слоя теплоизоляции – до 40 см. На практике это достаточно дорого, к тому же ее нельзя прикрепить к стене стандартными дюбелями – необходимо крепить два слоя или использовать ростверк. Намного легче прикрепить теплоизоляцию в каркасе. Эта технология удобна не только в связи с более легким сооружением стен, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами, но и потому, что стены, построенные по каркасной технологии, на 20 см тоньше кирпичных. Однако стены, построенные по каркасной технологии, не аккумулируют тепло, что затрудняет пассивное использование солнечной энергии. Кроме того, в Росии этот вид строительства не вызывает доверия у заказчиков, поскольку не ассоциируется с надежностью и прочностью, как это бывает при кладке стен из кирпича.

Окна.

Теплопотери. Окна с сопротивлением теплопередаче R = 1,25 (м²•K)/Вт – на нашем рынке пока еще редкость, но заказать и приобрести их можно. Их рамы выполнены из более широких ПВХ-профилей, по сравнению с теми, которые используют в стандартных окнах. Сами профили имеют больше камер – от пяти до восьми, к тому же часть из них заполнена термическими вкладышами. Окна для пассивных домов должны иметь больше уплотнителей, чтобы уменьшить инфильтрацию воздуха через щели и одновременно улучшить теплоизоляционные характеристики окна. Все это приводит к тому, что окна для пассивных домов являются относительно дорогими.

Коэффициент R – это средний показатель, рассчитанный на основании сопротивления теплопередаче рамы R и стеклопакета R. Поскольку сопротивление теплопередаче R даже самых лучших профилей ниже 1,25 (м²•K)/Вт, в окнах должны быть установлены стеклопакеты­, обладающие­ такими высокими теплоизоляционными свойствами, при которых их коэффициент R будет больше, чем 1,25 (м²•K)/Вт. Этим требованиям отвечают стеклопакеты, состоящие не из двух, как в стандартных окнах, а из трех листов стекла. Пространство между листами заполняется инертным газом, способствующим снижению теплопотерь.

Пока что производство окон, сопротивление теплопередаче R которых намного выше, чем 1,25(м²•K)/Вт, является сложным и нерентабельным. Поэтому приходится мириться с тем, что в лучшем случае через окна «уходит» в шесть раз больше тепла, чем через стену такой же площади с сопротивлением теплопередаче R, рекомендуемым для пассивных домов. В этой ситуации – принимая во внимание снижение теп­лопотерь, – идеальным вариантом был бы отказ от окон, но это решение будет неблагоприятно сказываться на здоровье жильцов. Поэтому согласно действующим положениям, в помещениях, предназначенных для постоянного пребывания людей, необходимо обеспечить естественное освещение, определив при этом минимальную площадь окон в зависимости от размеров помещения – соотношение площади окон к площади пола должно составлять­ минимум 1:8 (СНиП 31–02–2001).

Светопроницаемость. Высокие потери тепла через окна может компенсировать тепло солнечного света, проникающего в помещения. Поэтому в пассивных домах (как и во всех других) рекомендуется придерживаться такой планировки помещений, чтобы больше всего окон находилось на южном фасаде. Чтобы максимально использовать тепло солнечного света, лучи солнца должны беспрепятственно проникать внутрь дома. Поэтому величина коэффициента светопроницаемости g установленных в окнах стекол имеет большое значение. Достаточным считается g > 50%. Проблема – совмещение высокого ­коэффициента g с высоким сопротивлением теплопередаче R стеклопакетов. Чтобы иметь высокие теплоизоляционные свойства, стеклопакеты должны быть менее прозрачными.

Размер. В пассивных домах не рекомендуется устанавливать окна очень большой площади. Особенно это касается домов каркасной конструкции, стены которых не аккумулируют тепло. Большие окна (даже если они расположены с южной стороны) являются причиной повышенных потерь тепла, которые не всегда компенсируются теплом солнечного света. К тому же летом возникает необходимость охлаждения помещений, в которые проникает очень много солнечных лучей.

Расположение. На восточном и ­западном фасаде лучше размещать окна как можно меньшей площади, потому что через них проникает гораздо меньше солнечного тепла, чем через окна, расположенные с южной стороны. На северном же фасаде, всегда остающимся в тени, окон не должно быть вообще, разве что с северной стороны дома находятся неотапливаемые помещения, такие как гараж или кладовая. Если они отделены от отапливаемых помещений хорошо изолированной стеной, то находящиеся в них окна не будут серьезно влиять на потери тепла в отап­ливаемой части дома.

Мостики холода.

Они возникают при наличии в наружных стенах выносов, выступов, а также элементов, которые нельзя утеплить в такой же степени, как поверхности стен или крыши. Серьезные проблемы вызывают различные металлические конструкции, прикрепленные к наружным стенам: балконы, навесы, перила. Они являются причиной высоких потерь тепла, поскольку очень хорошо его проводят. Сталкиваясь с теплым слоем стены (под слоем изоляции), они отводят из него тепло наружу. Поэтому рекомендуется избегать крепления каких-либо металлических элементов непосредственно к наружным стенам.

Мостиком холода является­ также любое место на фасаде­, ­крыше или в полу на грунте, которое по каким-либо причинам было утеплено более тонким, по сравнению с остальными ограждающими конструкциями, слоем изоляции. Распространенная ошибка – это отказ от утепления плиты балкона, являющейся продолжением перекрытия.

Вентиляция.

В пассивном доме должна быть установлена вентиляция с рекуперацией тепла, поскольку оно в большом количестве отводится из помещений вместе с отработанным воздухом. Система вентиляции с рекуперацией тепла позволяет сэкономить несколько тысяч киловатт-часов энергии в год по сравнению с домом с естественной вентиляцией, которая обычно устанавливается в типовых домах.

В основе системы лежит рекуператор – устройство, оснащенное двумя вентиляторами, один из которых нагнетает в помещения свежий воздух, а другой отводит загрязненный воздух, а также теплообменником, в котором тепло из отводимого воздуха передается свежему воздуху, поступающему в помещения. Остальными элементами системы являются каналы, по которым воздух транспортируется в помещения и из них, вентиляционные решетки и прибор, управляющий работой рекуператора.

Система вентиляции с рекуперацией тепла играет очень важную роль, потому что, помимо воздухообмена, она выполняет еще и функцию системы отопления. В канале, по которому транспортируется воздух, нагнетаемый в помещения, монтируется ТЭН (он уже упоминался в начале статьи). Именно ТЭН должен быть единственным традиционным источником тепла в пассивном доме. Принимая во внимание его невысокую мощность (в пределах 10 Вт/м² отапливаемой площади), наиболее оптимальным вариантом представляется его работа от электричества.

Чтобы немного уменьшить нагрузку на ТЭН и снизить счета за электроэнергию, рекомендуется построить грунтовый теплообменник, в котором нагнетаемый в помещения свежий воздух предварительно будет нагреваться теплом, накопившимся в грунте. Это возможно даже зимой, поскольку температура грунта на глубине 1,5 м в это время составляет около 5°C, а в начале отопительного сезона – на несколько градусов выше.

Герметичность дома.

Герметичность дома имеет большое значение, поскольку все старания, направленные на снижение теплопотерь, не будут иметь смысла, если в помещения будет поступать холодный воздух. Поэтому единственным местом, через которое зимой наружный воздух может попадать в ­пассивный дом, является отверстие для забора воздуха вентиляционной системы. Все отверстия должны быть закрыты, а щели – например, в месте примыкания окон и дверей к стенам – уплотнены специальными лентами. В пассивном доме нельзя устанавливать камин, которому нужно обеспечить приток свежего воздуха.

Как было упомянуто выше, створки окон для пассивных домов оснащаются дополнительными термическими вкладышами.

Чтобы проверить, отвечает ли дом требованиям герметичности (n50 < 0,6 h-1), проводят специальный тест (Blower-Door Test). Для этого в наружной двери монтируется вентилятор, создающий необходимую разницу давления между внутренней частью дома и окружением (50 Pa). И в этих условиях замеряется объем проходящего воздуха. Для проведения этого теста используется­ оборудование, которое имеется в распоряжении фирм, специализирующихся на выполнении строительных измерений

Солнечная энергия.

Помимо тепла, получаемого в результате попадания в помещения прямых солнечных лучей, использование­ солнечной энергии в пассивных домах заключается в использовании солнечных коллекторов, служащих для нагрева воды в течение всего года. В украинских условиях­ их­ эффективность­ зимой является невысокой, поэтому нельзя рассчитывать на то, что они будут единственным источником тепла, используемым для этих целей. Следовательно, в пассивном доме без традиционного источника тепла, такого как котел, систему подготовки горячей воды лучше всего дополнить ТЭНами, которые монтируются в баке горячей воды.

Солнечные коллекторы – это прекрасный источник бесплатной энергии (даже учитывая сильную зависимость его функционирования от капризов погоды). Проблемой остается только стоимость полностью укомплектованной системы для дома, где проживают 3–4 человека, – сложно найти фирму, которая предложит ее по цене ниже, чем 30 тысяч гривен.

В большом – проще.

Существенным, но недостаточно четко представленным в материалах, пропагандирующих пассивное строительство, является вопрос формы дома. Достичь низкого показателя энергопотребления намного легче в домах с компактной формой. Это дома, которые имеют минимальное соотношение площади ограждающих конструкций к объему дома. 

Расходы.

Из информации, публикуемой на тему пассивных домов, можно узнать, что в Западной Европе сооружение пассивного дома стоит на 8–15% больше, чем строительство типового дома, а в России эта разница оценивается в 20–35%. Стоит посчитать, сколько это будет составлять в денежном выражении. Если предположить, что строительство скромного дома (без отделки) стоит около 3 500 000руб., то для того, чтобы дом стал пассивным, придется дополнительно потратить от  800000-1200000руб.

Что можно получить взамен? Помимо серьезной выгоды, которой является то, что пассивный дом наносит значительно меньше вреда окружающей среде, получим значительную экономию расходов, связанных с отоплением. Это будет зависеть и от того, каким топливом дом отапливается. В случае отопления дешевым топливом (котлы, работающие на угле, древесине и даже на природном газе) рентабельность такой инвестиции­ с экономической­ точки зрения в данный момент будет спорной, поскольку для того, чтобы окупить понесенные затраты, понадобится на один десяток лет. Если же дом использует для отопления дорогие энергоносители (например, электроэнергию), то его хозяину стоит задуматься: не лучше ли изначально потратить на несколько десятков тысяч долларов больше, чтобы ежегодно иметь значительную экономию средств на отоплении.

Могут возникнуть сомнения в том, что дом, требующий индивидуального проекта, выполненного специалистом, при строительстве которого нужно использовать втрое больше, чем в случае стандартного дома, теплоизоляционных материалов, в котором должны быть установлены дорогие окна и двери, дорогая система вентиляции с рекуперацией тепла, недешевые солнечные коллекторы, может быть дороже обычного дома без этих всех удобств всего на несколько десятков тысяч долларов.  Но после анализа стоимости отдельных решений оказывается, что это возможно. Следует обратить внимание на то, что в пассивном доме отсутствует стандартная система отопления, которая также является очень дорогой.

Стоит ли строить пассивные дома? Конечно, да! Эта статья вовсе не призвана отбить у людей желание делать это. Важно, чтобы возводимые дома­ наносили как можно­ меньше вреда­ окружающей среде, поэтому­ было бы прекрасно, если бы для их отопления вообще не нужно было использовать традиционную энергию. Но хотелось бы обратить внимание на некоторые ловушки, которые используют специалисты по маркетингу. Нам кажется нечестным, что они призывают строить пассивные дома на том основании, что именно это экологичное строительство обеспечивает идеальный для человека микроклимат и высокий уровень теплового комфорта. На самом деле эти характеристики не зависят от того, построен дом согласно идее пассивного дома или нет. Определение же пассивного дома как «умного» – вообще лишено смысла.

Тому, кто имеет деньги и думает, как их потратить, лучше строить энергоэффективный дом и даже дом нулевого энергопотребления.

УТЕПЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТА

Для эффективного решения задачи по утеплению фундамента и увеличения его долговечности нужен материал, который прослужит несколько десятилетий. Например, такой, как разработка Корпорации ТехноНИКОЛЬ. Это — экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO.

Фундамент — часть здания, которая подвержена агрессивным воздействиям грунтовых вод, силам морозного пучения и перепадам температур. Экструзионный пенополистирол — материал, с помощью которого можно эффективно утеплить фундамент. Это надёжно защитит его от промерзания и тем самым продлит срок службы основания и здания в целом.

Главная особенность продукта — материал не впитывает влагу, не набухает и не даёт усадки даже спустя несколько десятков лет. Немаловажное преимущество, увеличивающие долговечность утеплителя и, соответственно, всей конструкции — биостойкость и неподверженность материала гниению.

Для устройства энергоэффективных фундаментов по типу УШП (Утеплённой Шведской плиты) — монолитный плиты с системой водяного подогрева пола — специально разработан такой материал,  как ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP.

Ключевыми особенностями фундамента этого типа являются:

  1. Время возведения конструкции — всего 14-16 дней, в то время как при стандартном ленточном фундаменте на аналогичные работы требуется 32-34 дня.
  2. Простота монтажа — для сооружения такого фундамента не требуется специальной техники.
  3. Энергоэффективность — использование экструзионного пенополистирола толщиной всего в 200 мм позволяет добиться требуемых в Европейской части России требований по энергоэффективности.

Ещё одно преимущество продукта — возможность возводить фундамент УШП даже на слабых грунтах (песок, супесь, глина, суглинок и др.) за счёт высокой прочности утеплителя.