Энергосберегающий дом

Энергосберегающие технологии для дома с минимальными затратами

Итак, у нас в наличии коробка подземного этажа с утепленным фундаментом, которая располагается в котловане, стенки которого отступают от нашей конструкции приблизительно на полметра. Это дает нам свободу действий на внешней стороне сооружения, где необходимо обклеить тем же пеностеклом все стены. Следует соблюдать определенную технологию – мазать клеем надо всю плоскость плиты утеплителя, пользуясь зубчатым шпателем, только тогда можно будет гарантировать прочность крепежа. Утеплив стены на 2 метра от дна котлована, можно использовать еще одни энергосберегающие технологии для дома, а именно – проложить трубы грунтового теплообменника. Правда, производится он только в Германии, но расходы на транспортировку труб будут полностью оправданы: проходя через теплообменник, воздух с улицы в зимние морозы нагревается как минимум до нулевой температуры. Подключив к теплообменнику вентиляционную систему с рекуперацией (то есть собственным теплообменом), можно рассчитывать, что вентиляция не замерзнет. При этом рекуператор будет работать более эффективно.

Как повысить энергоэффективность уже построенного дома

Повысить энергоэффективность уже построенного дома реально. Однако следует учитывать «возраст» здания. Если капитальное переобустройство позволит строению протянуть ещё лет двадцать, игра стоит свеч: вложения окупятся. Если через пять-десять лет здание пойдет под снос, кардинально менять его просто нет смысла.

Снизить энегопотери помогают современные материалы и технологии. Начать нужно с определения мест утечек тепла. «Мостики холода» отнимают у здания всреднем половину накопленного тепла

Именно поэтому так важно обнаружить и ликвидировать места нарушения герметичности стен, крыши, оконных и дверных проемов

Чаще всего погрешности встречаются в месте выноса наружу балкона, цоколя, прочих внешних конструкций. Обязательно следует утеплить чердак, перекрытия над подвальным помещением (лучше использовать теплоизоляционные плиты), межкомнатные двери. Жители многоквартирных домов получат заметный эффект, установив двери в тамбурной зоне.

Не только субъективно ощущаемый холод может свидетельствовать о нарушенной герметизации. Появление плесени, грибка на стенах– явный показатель разгерметизации. Старые или неправильно установленные окна способны лишить помещение львиной доли тепла. Иногда одна только их замена на стеклопакеты хорошего качества, установленные по ГОСТу, способны в 2-3 раза снизить расходы на отопление.

Остекление балкона и лождий экономит до 12% тепла. Прекрасный вариант – замена обычных стекол светоотражающими, а также остекление фасадов для аккумулирования солнечной энергии. В многоквартирном доме за счет утепления лоджии можно получить дополнительную комнату. О том как это сделать можно узнать более подробно в статье: утепление лоджии.

Утепляющий материал должен быть экологичным и безопасным. Отличный вариант – использование теплой штукатурки для дополнительной герметизации и утепления стен. Этот материал прекрасно справляется с разгерметизированными швами и стыками, а также видимыми трещинами. В качестве утеплителя допустимо использовать полиэтилен, помещая его под деревянную обшивку. Толщина материала должны быть не менее 200 микрон.

Энергетический баланс

Означает баланс между трансмиссионной или вентиляционной потерей тепла и его образованием вместе с энергией от солнца, обогревом и внутренними тепловыми источниками. Для создания баланса важны следующие составляющие:

• компактность здания;
• теплоизоляция обогреваемой площади;
• поступление тепловой энергии от солнца, посредством выхода оконных проемов в южную сторону с отклонением до 30 градусов.

Если вы хотите снизить затраты энергетических ресурсов, следует использовать бытовую технику с высокими уровнями энергоэффективности. В идеале пассивное жилье – это дом-термос с отсутствием отопления. Воду нагревать можно, используя солнечный коллектор или же тепловой насос.

Энергетический баланс

Установка энергосберегающего конденсационного котла

Европейский рынок настенного (навесного) котлового оборудования пополнила конденсационная техника с максимально высоким коэффициентом полезного действия. С технической точки зрения функционирование такого котла базируется на применении специальной горелки и особого по конструкции первичного теплообменника.

Европа делает сильный упор на энергосберегающее отопление. Поэтому многие страны повсеместно переходят на использование конденсационных котлов. Экономичный энергосберегающий эффект при работе конденсационных котлов обеспечивается строгим соблюдением определённых условий эксплуатации:

• выполнить утепление дверей и окон;
• установить рекуперационную вентиляцию;
• выбрать качественную автоматику для управления.
• Использовать низкотемпературные системы отопления для более энергосберегательной работы котла

При выборе конденсационного котла нужно помнить, что температурный режим на обратной линии не должен повышаться под воздействием байпасных линий, смесителей четырёхходового типа и другого регулирующего оборудования.

Преимущества и недостатки

Применению современных конденсационных котлов сегодня отдаёт предпочтение порядка 70% европейцев, что обусловлено высокими показателями экономичности и другими неоспоримыми достоинствами:

• экологичность;
• компактные размеры;
• не слишком большой вес;
• точная модуляция нужной температуры;
• низкотемпературный режим отработанных газов;
• практически полностью бесшумное функционирование котла.

Для российских владельцев частных домовладений аргументом в пользу отказа от установки конденсационного оборудования стала достаточно высокая стоимость таких устройств. Кроме прочего, приобретение высокотехнологичных приборов не сможет окупиться слишком быстро. Также нужно помнить, что оптимальным вариантом станет установка таких моделей только в системах обогрева с низкотемпературным режимом, включая «тёплый пол».

Обогреватели для дома

Система отопления энергосберегающего дома может быть построена на использовании солнечных батарей. В этом случае в помещениях устанавливаются электрические обогреватели необходимой мощности. При таком варианте системы отопления, солнечная электростанция должны быть значительной мощности, т.к. кроме системы отопления, в каждом доме есть другие потребители электричества, обладающие большой мощностью (утюг, чайник, микроволновая печь и прочие устройства). В связи с этим, наиболее широко используется вариант использования теплового насоса.

Тепловые насосы различаются по принципу действия, внешнему источнику энергии, типу теплообменника, режиму работы, производительности и еще ряду параметров. На приведенной ниже схеме представлен тепловой насос, работающий по типу «земля – вода».

Схема работы теплового насоса «земля – вода»:

В устройствах, данного типа, в качестве внешнего источника тепловой энергии, используется энергия земли. Для этого, в замкнутый наружный контур теплового насоса, который уложен ниже уровня промерзания земли, закачан специальный рассол (антифриз), который посредством установленного насоса, циркулирует в этом контуре. Наружный контур соединен с конденсатором теплового насоса, где в процессе циркуляции, рассол отдает аккумулированное тепло земли, хладагенту. Хладагент, в свою очередь, циркулирует во внутреннем контуре теплового насоса, и поступая на конденсатор устройства, передает полученное тепло, энергоносителю, циркулирующему во внутреннем контуре системы отопления дома.

№4. Рекуперация тепла

Тепло из дома уходит не только через стены и кровлю, но и через вентиляционную систему. 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.

Котлован и фундамент

Сначала выполнили разметку участка и выставили так называемые обноски. Затем сняли плодородный слой грунта (он пригодится для ландшафтных работ) и выкопали котлован глубиной 1 м не только под самим домом, но и под «патио» — площадкой, на которую будут выходить окна первого этажа. Грунт не вывозили, а сразу подсыпали на указанные в проекте места. Дно котлована вручную выровняли и закрыли песчаной подушкой толщиной около 10 см.

Основанием дома стала монолитная плита с прямоугольными рёбрами, расположенными в виде сетки. Шаг последней был переменным: под той частью дома, где стены каменные, он меньше, под каркасной — больше. Такая конструкция (она представляет собой ноу-хау архитекторов и на фотографиях подробно не показана) позволяет уравнять давление, которое оказывают на грунт части здания, имеющие различный вес (в данном случае — каменная и каркасная).

Прежде чем приступить к возведению монолитной оребрённой плиты основания, к дону подвели трубы канализации и водопровода (они поселковые), их утеплили и подняли над уровнем будущего пола (а). Чтобы приподнять один ряд дорожной сетки над другим, обычно применяют пластиковые элементы. Для экономии вместо них использовали подручный материал (б)

Под силовые рёбра выкопали траншеи глубиной около 50 см и шириной 30 см. Их полностью засыпали песчано-гравийной смесью (ПГС) толщиной примерно 40 см. ПГС и песок тщательно утрамбовали. Между будущими рёбрами на песчаную подсыпку уложили в несколько слоев гидроизоляцию, а на неё — плиты «Rockwool Флор Баттс» общей толщиной 120 мм и прикрыли их слоем гидроизоляции. Затем в образовавшихся между плитами утеплителя «канавках» создали из арматуры диаметром 12 мм каркас будущих рёбер. После этого по всей площади фундамента уложили в два слоя дорожную сетку из проволоки диаметром 5 мм с ячейками 100 х 100 мм, связав её с арматурой силовых рёбер. Далее в местах расположения стоек силового деревянного каркаса дома к арматуре вертикально присоединили металлические стержни, к которым будут крепиться «башмаки », удерживающие стойки от горизонтального смещения. Наконец из бетона марки М300 отлили плиту с рёбрами сечением 300 х 300 мм и толщиной «стяжки» 80 мм.

Индуистские храмы Эллоры

29-метровый главный индуистский храм возвышается над скальным комплексом (Кайласанатха, Индия)

В храмовом комплексе Эллора создано 17 индуистских культовых залов. Каждая из этих необычных святынь по-своему прекрасна, но самым грандиозным и впечатляющим считается храм Кайласанатха. Его технология строительства до сих пор загоняет в тупик некоторых специалистов из разных отраслей, которые задаются вопросами о том, как в древности смогли вырубить храмовое сооружение в монолитной скале, такое себе подобие горы Кайлас – обитель Шивы в Гималаях.

Уникальность Храма Кайласанатха состоит в том, что его вырубили из монолитной скалы сверху вниз (Эллора, Индия)

Главная загадка строительства заключается в том, что гигантское святилище, высота которого достигает 33 м, при ширине и длине 36 и 61 м соответственно, было вырезано сверху вниз. Сложнейшие работы велись более 150 лет, и за столь длительный период было извлечено около 400 тыс. тонн горной породы.

Самый фантастический индуистский храм на планете держится на статуях слонов и львов (Кайласанатха, Индия)

Особенно впечатляет оформление прямоугольного двора храма, опоясанного рядами статуями божеств, расположенных в вырубленных нишах, над которыми и располагается главное святилище с многоколонным залом для поклонения. Примечательно, что все элементы культового сооружения покрыты искусной каменной резьбой, а сам храм расположен на гигантских изваяниях львов и слонов, которые и являются своеобразным основанием.

Каждый элемент уникального храма украшен резьбой и горельефами (Эллора, Индия)

Изначально фантастическое сооружение, являющееся одновременно пещерным и наземным храмом, было покрыто штукатуркой белого цвета, что подчеркивало его красоту на фоне темных скал. При этом все объемные элементы украшений создавали визуальные эффекты, особенно заметные на закате.

По мере того как солнце садилось, появлялись многочисленные тени, создающие иллюзию движения высеченных из камня божеств.

Основы обеспечения энергоэффективности

Добиться высоких показателей энергоэффективности позволяет отлаженная система отопления и вентиляции. Не последнюю роль играет качество теплоизоляции дома.

Если конкретнее, то стоит уделить внимание следующему:

• Выбору строительных материалов с низким показателем теплопроводности.
• Установке энергосберегающих окон.
• Хорошей теплоизоляции стен, пола, потолка. Следует предотвратить образование “мостиков холода”.
• Организации мощной приточно-вытяжной вентиляции помещений с рекуперацией.
• Эффективному использованию солнечной энергии.
• Устройству утепленного фундамента.

В результате применения эффективных технологий затраты могут быть на 15-20% больше, чем при возведении типового дома. Однако энергоэффективный вариант дешевле в эксплуатации почти на 60%.

Виды источников энергии

Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:

Твердое топливо – дань традициям

Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.

Принцип работы пиролизного (газогенераторного) котла основан на использовании пиролизного газа, который применяется в качестве топлива. Древесина в таком котле не горит, а тлеет, благодаря чему порция топлива прогорает гораздо дольше обычного и дает больше тепла

Жидкое топливо – дорого, но популярно

Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.

Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, жидкотопливные котлы на втором месте по популярности после газовых.

Жидкотопливные котлы удобны в тех случаях, если поблизости от дома нет магистрали газопровода и нужно обустроить полностью независимую систему отопления

Газ – доступно и дешево

В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.

Конденсационные котлы – новое слово в производстве газовой отопительной техники. Они экономично расходуют топливо, отличаются высоким КПД, идеально подходят для обустройства отопления и горячего водоснабжения в частных домах

Подробнее про газовые котлы читайте здесь.

Электричество – удобный и безопасный источник тепла

Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести теплые полы, пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.

Теплые полы чаще всего используют в качестве дополнительной или альтернативной системы обогрева дома. Преимущество этого вида отопления – нагревается воздух на уровне человеческого роста, т.е. реализуется принцип – «ноги в тепле, голова в холоде»

Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки

Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.

С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.

Тепловые насосы устанавливают жители США, Японии, Швеции и других европейских стран. Некоторые умельцы собирают их своими руками. Это отличный способ получить энергию для обогрева дома и сохранить окружающую среду

Гелиосистемы – перспективный источник энергии

Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.

С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.

Гелиотермальные системы требуют только начальных затрат – при покупке и монтаже. После установки и настройки они работают автономно. Для отопления используется энергия солнца

Этап 6: коммуникации

Важной частью любого жилого строения, является отопление. При проектировании энергоэффективного одноквартирного дома в качестве отопления планируется использование солнечной энергии

Для этого на кровле устанавливаются солнечные коллекторы. Посредством этой энергии дом обеспечивается теплой водой и необходимым теплом.

Для отопления эффективно используются тепловые насосы, собирающие энергию с недр земли, воздуха, вторичного тепла и прочее. В Швеции до 70% домов отапливаются с использованием этой системы. Еще одно современное решение, строя энергоэффективный частный дом – использование конденсационных котлов. Принцип работы этого агрегата позволяет повысить отопительную систему до КПД в 100%.

Биогаз является следствием скопления и переработки сельскохозяйственных отходов на биореакторе. Образующийся газ на 60% состоит из метана и на 35% углекислого газа, а 5% всевозможные примеси. После очистки, этот газ с успехом используется при отоплении загородного дома, а переработанные отходы применяются в качестве удобрения на угодьях.

Класс энергоэффективности жилого дома

Объемы энергопотребления в доме определяют класс его энергоэффективности. Чем он выше, тем более комфортный микроклимат формируется в жилых помещениях, тем меньше счета на оплату коммунальных услуг.

В настоящее время в России выделяют следующие классы энергоэффективности:

• A++, A+, A;
• B+, B;
• C+, C, C-;
• D;
• E.

Определение класса энергоэффективности жилого дома происходит на основании действующих законодательных актов. В основу расчетов положено годовое потребление ресурсов в отдельном доме. Его анализируют с учетом имеющихся нормативов.

Энергоаудит могут проводить только специализированные предприятия, соответствующие требованиям федерального законодательства. Присвоенный строению класс энергоэффективности подтверждает энергопаспорт.

Как создать энергосберегающее отопление частного дома на основе существующей системы

Даже если в вашем частном доме уже есть рабочая система отопления, это не значит, что нельзя сделать ее энергосберегающей. Используя термостатические клапаны, можно добиться эффективной энергосберегающей системы отопления, даже если вы используете не совсем экономичный газовый котел.

Эти клапаны нужно установить на подающей трубе перед каждой батареей. Если температура в комнате частного дома слишком высокая, установка клапана поможет избежать излишнего тепловыделения от радиаторов. Лишняя вода пойдет через перемычку в следующую батарею. Таким образом, можно осуществить экономию до 20 % энергоресурсов. Клапаны стоят недорого и имеют подробную инструкцию для установки.

Увеличит удобство и комфорт установленная на котел система автоматического регулирования. Для ее работы нужны:

• датчик температуры воздуха снаружи;
• система автоматики;
• кабели для монтажа оборудования;
• датчик измеряющий температуру внутри комнат.

Датчики температуры снаружи частного дома и в комнатах получают информацию о ней и передают ее на микрокопьютер, который, исходя из вычислений, регулирует работу котла.

Если вы имеете достаточно мощную электросеть, вы можете обратить внимание на энергосберегающее электроотопление

Оптимизация отопительных систем частного дома

В советские времена, в случае перегрева частного дома батареями, люди просто открывали форточки и выпускали избыток тепла на улицу. Сейчас, в условиях растущих цен на отопление, отапливать улицу не хочется никому. Правильный нагрев комнат в частном доме может обеспечить установка автоматических систем контроля и регулирования температуры. В этом случае частный дом будет получать только необходимое количество тепла.

1. Термостатические вентили.

Без этих устройств трудно представить энергосберегающее отопление в современном частном доме. Данные вентили монтируются на подающие трубы и регулируют расход теплоносителя в отопительных элементах. Термоэлемент, настроенный на определенную температуру, уменьшит поток тепла в случае превышения допустимой температуры воздуха в частном доме. Поток теплоносителя может быть вообще перекрыт.

Совет. Если в комнатах есть несколько приборов отопления, то не стоит устанавливать термостатические вентили на все из них, это будет экономически нецелесообразно. Вентиль нужно установить на ту батарею, чья тепловая мощность составляет половину от необходимой для обогрева всего частного дома.

2. Автоматическое управление.

Очередной способ энергосберегающего отопления заключается в автоматическом управлении котельной с помощью выносных терморегуляторов. Терморегулятор монтируется в проходном помещении (коридоре) и регулирует нагрев теплоносителя по всей энергосберегающей системе отопления, управляя теплогенератором напрямую. Самый простой такой прибор имеет регулирующую температуру рукоятку. Когда максимально допустимое значение достигается, прибор дает сигнал котлу снизить нагрев. Более продвинутые энергосберегающие технологии позволяют задавать температуру внутри частного дома на неделю вперед.

3. Погодное регулирования нагрева теплоносителя.

Это самое передовое решение. Наружный датчик будет управлять котлом через контроллер, отталкиваясь от температуры на улице. Таким образом, внутри частного дома будет автоматически повышаться температура при похолоданиях. Тем самым пропадает разрыв в обогреве, когда дом уже начал остывать, а энергосберегающая система отопления работает в прежнем режиме. Владелец частного дома, оборудованного системой погодного регулирования, может управлять ею через интернет или мобильную связь.

Не стоит забывать и о классическом водяном отоплении. Вышеперечисленные меры помогут оптимизировать его и получить хорошие результаты в энергосбережении.

В любой энергосберегающей конструкции важную роль играет качество ее материалов и оборудования. Система отопления, собранная из дешевых и некачественных компонентов, недолго сможет держать высокий уровень эффективности и энергосбережения, ведь довольно быстро ее части начнут выходить из строя, что приведет к дополнительным тратам.

Котлы и характеристики

Энергосберегающие котлы для отопления дома внешне не отличаются от стандартных электрических котлов, но имеют более высокий класс энергопотребления. Этот тип оборудования предназначен для индивидуальных отопительных систем. Выделяют такие преимущества использования электрокотла в частных домах:

• для работы требуется только электроснабжение;
• большой выбор среди производителей и моделей котлов;
• простой монтаж;
• высокая эффективность и производительность;
• бесшумность и экологичность;
• компактность и хороший дизайн.

В сравнении с традиционными видами электрических котлов – ресурсное потребление снижено на 30-35 %.

Энергосберегающие котлы разделяются на несколько типов:

• ионный;
• электродный;
• ионнообменный.

Виды электрических котлов различной мощности отличаются только размерамиИсточник teplogidromash.ru

Сам процесс энергосбережения нового поколения котлов возможен из-за ряда нюансов:

• инерционный нагрев теплоносителя снижен в несколько раз;
• процесс преобразования электричества в тепловую энергию (происходит подогрев всего объема теплоносителя в камере котла);
• возможность использования плавного старта;
• все котлы энергосберегающего типа имеют простую конструкцию, созданную на основе надежных материалов современного типа;
• имеется возможность подключения в систему эффективных радиаторов;
• автоматический контроль за температурным режимом воздушных масс и теплоносителя.

Энергосберегающие электрические котлы для отопления дома могут иметь один или два контура нагрева. Одноконтурные используются только для отопления, а двухконтурные дополнительно обеспечивают дом горячей водой.

Устройство и принцип работы двухконтурного электрического котлаИсточник modernsys.com.ua