Проект Net-Zero Energy Residential Test Facility - это дом, построенный на территории Национального Института Стандартов и Технологий в Вашингтоне, округ Колумбия. Ученые и исследователи симулировали в этом милом домике жизнь семьи из четырех человек. В результате за год дом нагенерировал 13 577 кВт⋅ч энергии, что на 491 кВт⋅ч превышает изначально запланированный результат.

Каковы характеристики самого дома? Это 252 квадратных метра, два этажа. В дизайне ничего необычного - дом как дом. Однако, в крышу по всей площади встроены солнечные панели. Эти панели смогли создать профицит энергии, чтобы пережить плохую погоду во время зимы. В течение 38 дней все 32 панели были покрыты снегом.

Расход энергии был рассчитан таким образом, будто обычные американская семья из четырех человек живет в доме, члены семьи ходят в душ, заряжают мобильники и ноутбуки, смотрят телевизор и так далее. Одной из важных составляющих при строительстве энергонезависимого дома были материалы и планировка: практически ликвидировано нежелательное проникновение воздуха, в то время как уровень изоляции в стенах и крыше был в два раза больше, что уменьшало необходимую на нагрев помещений энергию. Также дом имеет геотермальную систему для контроля нагрева и охлаждения.

Использование таких технологии в строительстве дома обойдется в 162 тысяч долларов. В США экономия на электричестве составит 4 373 доллара в год. Эксперимент будут продолжать с целью снижения разницы между стартовой инвестицией и экономией. В пользу сохранности денег, конечно.

Посреди горного пейзажа места под названием Los Sueños, раскинулась шикарная вилла Casa Piscucha. Фантастический по своему замыслу и разрабатывался студией Cincopatasalgato, которые специализируются на создании экологически безопасных и энергоэффективных зданий. Удивительное во всех своих проявлениях жилое пространство очаровывает необычными интерьерами, футуристической крышей и восхитительными контурами, контрастирующими на фоне живописной природы и холмистых видов. Вокруг строения пестрит буйство зелени и разнообразие ярких красок, которые смелым заявлением вливаются внутрь каждой комнаты, дополняя собой минималистичное оформление.

Особенности уникальной конструкции способствуют более эффективному её использованию. Крыша – является основой дизайна виллы , она не только очаровывает взгляд, но и является функциональной деталью, служащей своего рода навесом, создающим тень в нужных местах. Завораживающий вид и интригующая лаконичность – это основа сооружения, притягивающая взгляды и выступающая неотъемлемым компонентом дома.

Для придания вилле более гармоничного вида с пейзажными достопримечательностями, в необычном проекте участка использовались зелёные насаждения, приспособленные к местным условиям. Высажены они в минимальном количестве и только в тех местах, где необходимо было приукрасить открытый грунт, который портил весь образ своим видом. Сооружены ступени, позволяющие перемещаться между уровнями снаружи. Фундаменты и стены нижнего яруса выложены частично с бетона и камня местного производства, а вот верхние этажи – это максимально открытое пространство, сформированное с металлического каркаса обшитого стеклянными панелями.

Casa Piscucha является довольно просторным и светлым жильем, поскольку большая его часть находится практически под открытым небом. Сам интерьер лаконичен, такое условие позволяет не отвлекать взгляд от окружающей красоты. Планировка сама собой необычна: как центральная зона выделяется гостиная, с которой последовательно соединяются все остальные области путём плавных переходов и лестницы на второй этаж дома. Меблировка и дизайн так же несложны в своём виде, главным акцентом считается ненавязчивость и спокойная обстановка, идеально подходящие к данному варианту загородной резиденции, предназначенной для отдыха и комфортного времяпровождения.

С каждой комнаты открывается изумительный вид, полностью лишённый урбанизации, что является идеальным условием для тех, кто стремится к уединению и старается отдохнуть от бурного ритма городской жизни. Наиболее эффектно оформлена терраса: просторная палуба с плавательным бассейном, установленным на самом краю – это наиболее оптимальный вариант для впечатляющего вида.

Нейтральная цветовая гамма в светло-сером тоне, с добавлением лёгких акцентов бежевого, насыщенного чёрного и мягкого оттенка натуральной древесины. Такое решение сочетает в себе элегантность и простодушие, которые предназначены настраивать сознание обитателей на спокойный отдых в окружении природной гармонии и естественного баланса. Особенно эффектно представлен декор интерьера спальни , где и требовалось достичь максимального уровня комфорта и уюта. Потрясающий ландшафт врывается внутрь сквозь панорамные окна, становясь частью дизайна.

Уникальный в своём роде проект является самым привлекательным примером энергонезависимого дома. Он оснащён солнечными батареями, системой вентиляции, сбора дождевой воды, а большие зоны остекления впускают внутрь много тепла и света.

Строение построено с применением экологически безопасных материалов: камень, стекло, бетон и дерево, кроме того, архитекторам удалось сохранить идеальный баланс для достижения гармонии между существующей структурой и фактурам, применённым для её сооружения. На первый взгляд постройка чем-то напоминает оригами, бумажную фигурку, сделанную из бумаги, даже интерьер является таким же лёгким и воздушным, будто созданным из картона. Но это обманчивое мнение, на самом деле это современное, стильное и уютное жильё, предназначенное для комфортабельного отдыха.

Возможно ли построить автономный энергонезависимый дом? Вполне. Можно сделать это по стандартам, установленным в Европе, с площадью не стоит жадничать и обязательно необходимо выбирать правильную геометрию.

Что можно понять под термином - автономный дом? Понятие говорит о том, что он не подключен ни к каким централизованным коммуникациям, водопроводу, канализации и так далее. Единственное, что нельзя внести в данный список - связь, без нее никак, а сделать это автономно на данный момент не представляется возможным. Но опять же, для этого совсем не обязательно протягивать провода. Автономный дом - это также своего рода дом пассивный. Что это значит?

Это больше относится к таким понятиям, как энергоэффективный, энергонезависимый дом. То есть отапливаемый за счет естественных источников энергии. Как правило, основное требование к такому дому, чтобы он был «умным», он сам себя должен обеспечивать энергией.

В качестве дополнительного энергообеспечения дома можно использовать , расположенную на протекающей рядом реке. Или же деревенскую ТЭЦ, или древесных отходах. Наличие в деревне(поселении) источника энергоснабжения позволит снизить издержки и создать резевр на случай повышенного расхода энергоресурсов(зима, например) и энергообеспечения общественных зданий объектов(детский сад, школа, и т.д.)

И так, что же нам нужно в доме?
Для типичного дома необходимо использовать некоторые вещи (услуги), без которых жить оказалось бы весьма сложно и неприятно, а именно:
— отопление,
— горячее водоснабжение,
— электроэнергия для бытовой техники,
— энергия для приготовления пищи в виде газа, горючей жидкости или электроэнергии,
— питьевая вода(колодец или скважина),
— отведение сточных вод.

Самым важным для вас из этого списка естественно окажется отопление. Во-первых, потому, что в вашем климате больше всего энергии расходуется для удовлетворения этой потребности. В связи с небольшой энергией солнечных лучей ее будет недостаточно для использования вами своих целях, хотя концепция солнечного нагрева начинает приобретать интерес среди инвесторов. Даже при жесткой экономии в доме необходимо минимум 15 кВт/м2 энергии в год для отопления. Это не много, потому эта цифра соответствует сжиганию около 3-4 кг дров, но ведь дрова вам нужно будет приобретать.

Просто дрова, или, распространяющиеся в наше время, брикеты из отходов производств, лучше всего подходят для удовлетворения нужд отопления дома.
Для нагрева горячей воды вы можете использовать панели солнечных батарей при поддержке по мере необходимости обычного источника тепла — это может быть котел центрального отопления деревни(села).

Альтернативой дровам и сгораемым брикетам() является самостоятельное производство биогаза. Его возможно производить в простой биогазовой установке, которую можно сделать своими руками у дома. К сожалению, в процессе превращения биомассы в биогаз потеряется больше, чем 50% содержащейся в ней энергии. С другой стороны, в производстве биогаза можно использовать огромное количество различного сырья, например, навоз, продукты анаэробного сбраживания, скошенная трава и растения.

А как быть с электропитанием дома? Вы вполне можете получать электроэнергию из возобновляемых источников энергии, а именно ветряных турбин и фотоэлектрических элементов. Этот источник вам необходим потому, что турбины и солнечные панели производят электричество сами по себе, без каких-либо дополнительных усилий с вашей стороны. А также не требуют расходов, кроме замены изредка батарей аккумуляторов.
К сожалению, батареи необходимы для постоянного хранения энергии между моментами, когда она производится (днем солнце светит, дует ветер) и моментами ее использования, когда производство электроэнергии невозможно (ночь, штиль). Можно использовать гидроаккумулятор вместо химического, работающий по принципу . Или другие типы аккумулирующих устройств(механический, например).

Другим решением является производство электроэнергии с помощью генераторов, работающих на биогазе, который вы уже производите. Используя тепло от охлаждения корпуса такого генератора, вы можете почти бесплатно получить горячую воду или даже отопление.

Питьевая вода может быть получена из колодца или из собственной скважины. Это решение является самым популярным, но не только. Вы можете также собирать дождевую воду, и после переработки, использовать ее для пищевых целей. Здесь важно прежде всего обеспечить достаточное количество накопления дождевой воды и эффективное использование, предусматривающее отказ от туалетных бачков и т. п.
Можно использовать скважину деревни, от которой происходит запитка общественных зданий.

Сточные воды отходят сами по себе и ними не трудно управлять и предусмотреть самостоятельную биологическую очистку растениями.

Планировка участка и дома.
Особое внимание при обсуждении и планировании такого дома стоит уделить его площади, а также площади окружающей территории. Здесь очень важно руководствоваться такой вещью, как «разумная достаточность». В среднем для семьи из 4 человек вполне достаточно 135 квадратный метров, если дом планируется с гаражом, то примерно на 20 квадратов больше. Здесь не имеется в виду наличие в доме огромного бассейна, картинной галереи или бального зала.

Что касается участка, то вполне достаточно 100 квадратных метров земли, чтобы соорудить все необходимые постройки.

Необходима также площадь для фильтрации септика, которая должна составлять примерно 250 кв.м. В некоторых случаях ее очень удачно совмещают с контуром теплового насоса. Кстати, для теплового насоса необходимо от 400 до 600 кв.м. площади.

Учитывая все вышеперечисленные параметры, без особого труда можно посчитать, что площадь для постройки энергонезависимого дома должна составлять примерно 1000 кв.м. и плюс примерно столько же для разных насаждений, сада и огорода. В принципе получается самый типичный размер для самой обычной постройки. Площадь позволит установить и солнечные панели и ветряк. Здесь стоит отметить, что шум от ветряка не более чем шум от обычного ветра, так как многие имеют по поводу данного вопроса иное мнение. Единственное на что стоит обратить внимание при установке ветряка - чтобы тени от лопастей не попадали на дом, чтобы не было постоянного мельтешения.

Важен также и такой момент, как геометрия помещения. Правильность в данном вопросе способствует значительному уменьшению теплопотери. Главное правило здесь - при необходимой площади пола должна быть минимальная площадь поверхности. Разного рода пристройки, типа гаража или застекленной террасы можно делать неотапливаемые. Здесь идеально подошла бы круглая, сферическая форма помещений, но это практически невозможно, так как ни мебель не подходит для этого, ни полученное в результате свободное пространство, которое станет заметно меньше. Самая идеальная форма это куб.

Для примера эффективности данного соотношения квадратных метров, формы помещения с уровнем тепла, можно привести следующие цифры. Например, если дом имеет общую площадь 135 кв.м. при средней теплопроводимости в 0,5 Вт*м2*, при уличной температуре минус 30 градусов, в помещении будет сохраняться 22 градуса по Цельсию. И все это только благодаря тому, что жилой объект имеет форму куба. Чем больше отклонений от соблюдения данной формы, тем меньше разница между температурными показателями, то есть тем прохладнее в помещении.

Интересно, что проектирование такого энергонезависимого дома должно осуществляться немного наоборот. Обычное строительство начинается с того, что дизайнеры, строители и художники разрабатывают проект, а затем воплощают его в реальность. При строительстве такого дома все наоборот. За основу берутся разные технические системы, а уже потом архитекторы и дизайнеры делают из этого что-то более-менее стоящее в плане внешнего вида.

Считаю важным, в меняющемся и непостоянном мире, быть абсолютно независимым на сколько это возможно. В данный момент рассматриваю вариант устройства дома с автономными системами жизнеобеспечения, замкнутого цикла и экологически безопасного. С местом (регионом) строительства каждый решает для себя сам и, более того, об этом много статей и постов. Решил поделится найденной информацией и мыслями по данному поводу. В большей степени выкладываю картинки для наглядности. Вариантов очень много, покажу некоторые из них.
Все начинается с проектирования. Необходимо учитывать множество факторов. Экодом должен обеспечиваться теплом, горячей водой и электричеством только за счет солнечной энергии и являться домом нулевого энергопотребления (не использующим невозобновимые источники энергии). Получение тепловой энергии из солнечного излучения осуществляется в солнечных (воздушных или жидкостных) коллекторах, а электрической энергии - в солнечных батареях. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в сезонных и суточных аккумуляторах тепла. Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. При недостатке «солнечного» тепла и электроэнергии в экодоме используются другие генераторы тепла на возобновимом топливе, а так же централизованная энергосистема. Для строительства экодома должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники. При эксплуатации экодома необходимо применять естественные биоинтенсивные технологии для переработки и утилизации органических отходов (твердых, жидких) и для повышения плодородия почвы, выращивания сельхозпродукции. Это можно обеспечить ведением органического земледелия и выращивания компостных культур для удобрения сада-огорода без привоза удобрений извне. Экодом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен.
Пример.

1.Солнечный коллектор.
2.Грунтовой сезонный тепловой аккумулятор.
3.Трубы каркаса с вентиляционными каналами.
4.Соломенные блоки.
5.Вентиляторы системы принудительной вентиляции.
6.Теплообменник-рекуператор.
7.Канал в грунте.
8.Армированное стекло
9-10.Полимерная гофрированная трубка.
11.Теплоизолированный бак горячей воды.
12,14,15,20.Воздушно-дренажные каналы.
13.Теплоизолированный гравийный фундамент.
16,17,18.Задвижки.
19.Локальная система биообработки и утилизации стоков для повышения плодородия приусадебного участка.
Архитектура


Пример дома с элементами солнечной архитектуры.

При проектировании необходимо учитывать количество членов семи и будущие потребности.




Архитектура экодома-коттеджа. Внешний вид и планировка




Архитектура экодома-подворья из разных строений

При планировании надо стремиться к уменьшению размеров придомового участка, изымаемого из природы (площадь самого дома и площадок с твердым покрытием). Планировка участка предполагает оптимальное взаимное расположение дома, цветника, ботанической площадки с учетом естественного уклона, направления ветров, окружающей растительности, распределения грунтов.


Планировка участка и прилегающей территории для экодома с активным ведением на участке сельхоздеятельности.

Утепление.

Утепление. Будем исходить из того как теряет тепло традиционный дом.


Все внутренние отапливаемые помещения в разных вариантах конструкции экодома должны быть так теплоизолированы от внешней среды, чтобы теплопотери за год были меньше, чем количество тепла, которое можно получить за год от солнца и аккумулировать в доме. Особое внимание следует обратить на то, чтобы в конструкции корпуса не было мостиков холода.



Как должен быть утеплен экодом

Схемы утепления разных конструкций корпуса экодома.

Фундамент
Традиционно используются следующие типы фундаментов: столбчатые, ленточные, фундаменты из мелких блоков.

Для строительства экодома из этих типов фундаментов лучше подходит буронабивной.

Достоинства. Буронабивной фундамент минимально разрушает ландшафт, он дешевле, т.к. исключается рытье котлована, такой фундамент не требует утепления, гидроизоляции и пароизоляции. На его строительство расходуется меньше бетона и его исполнение возможно без тяжелой строительной техники. Не требуется защиты от радона.
Замечание. При таком фундаменте экодом не имеет подвала. Для размещения инженерного оборудования строится специальное техническое подполье, значительно меньшее, чем подвал. Оборудование можно разместить также в цокольном этаже или в техническом помещении первого этажа.


Ленточный фундамент для дома.


Фундамент из мелких блоков.

Дренажная система при устройстве фундамента.

Для увеличения долговечности фундамента и защиты его от подземных вод, дождевой и талой воды, просачивающейся с поверхности земли, вокруг фундамента устраивают дренажную систему.


Узел состыковки фундамента, перекрытия и стены.

При проектировании узла сочленения фундамента, перекрытия и стены надо избежать мостиков холода.

Перекрытие первого этажа
Возможны три варианта перекрытий для первого этажа:
а) над отапливаемым подвалом
б) над вентилируемым подпольем
в) по грунту.


Стены
При строительстве экодома могут использоваться различные типы стен. Важно обеспечить необходимую теплозащиту и тепловую инерцию экодома. Конструкция стены выглядит следующим образом, если послойно рассматривать ее в направлении изнутри - наружу: сначала идет слой отделки (побелка, обои и т.д.), затем - слой штукатурки, пароизоляция, несущая часть стены (из кирпича, бетона, дерева, грунтоблоков и т.д. или каркас), слой утеплителя, вентилируемый зазор, облицовка. Для упрочнения конструкции стены между слоями устраиваются специальные связи. Стена может состоять из однородного теплоизолирующего материала, а может состоять из тяжелой несущей части и легкого утеплителя. В последнем случае утеплитель всегда располагается снаружи.

Утеплитель
При строительстве энергоэффективного дома можно использовать любой утеплитель. Лучше всего со сроком эксплуатации, равным сроку эксплуатации дома. Утеплитель должен обеспечить такую теплозащиту дома, чтобы суммарные теплопотери зимой были меньше, чем количество солнечной энергии, накопленной летом в сезонном аккумуляторе.
Наиболее широко применяются два типа утеплителя: засыпка легким материалом и плиты из тонких искусственных волокон. При использовании засыпки необходимо предусматривать будущую усадку. Плиты из утеплителя применяются по рекомендации изготовителя. Если срок действия утеплителя меньше срока эксплуатации, необходимо предусмотреть технологию его замены, в том числе - демонтаж облицовки.


Перекрытие второго этажа
Перекрытие между первым и вторым этажами обыкновенное, если второй этаж отапливаемый

Крыша
Типы крыш: совмещенная (применяется для мансардного этажа) и холодная традиционная (для обычного одноэтажного и обычного двухэтажного дома).

Окна, двери.
Простейший способ добиться повышения энергоэффективности окна - это исключение функции проветривания (вентиляции), - и применение теплоэффективных ставень. Простая конструкция окна с внутренней задвигающейся теплоэффективной ставней.



Окно с тройным остеклением и теплоэффективной задвижной ставней.

Входной тамбур
Входной тамбур может быть совсем небольшим - иметь размеры равные толщине стены и размеру дверей. Для удобства проход в технический подвал и в погреб в зимнее время года можно сделать из тамбура, сделав его достаточно большим (выход из тамбура в ледник делать не обязательно, т.к. он эксплуатируется в летнее время года).

Система отопления

Система воздушного солнечного обогрева.

Если построить теплый экодом, как описано в предыдущей главе, то прямое использование солнечной энергии с середины февраля по май и с сентября по октябрь, обеспечит экодом теплом.
В этот период отапливать экодом проще всего при помощи воздушных солнечных коллекторов. Типичная система воздушного солнечного обогрева представлена на Рис. Система состоит из воздушного солнечного коллектора, воздуховодов, вентилятора. Если температура в помещениях недостаточна, то горячий воздух из коллектора попадает в комнату. Более холодный воздух из комнаты подается в воздушный коллектор и подогревается в нем. Если в помещениях тепло, то горячий воздух поступает в тепловой аккумулятор. Воздух начинает циркулировать, когда работает вентилятор, который приводится в действие солнечной батареей. Такая система удобна тем, что вентилятор работает только тогда, когда солнечная батарея вырабатывает электричество и именно в это же время солнечный коллектор нагревает воздух. Весной осенью система работает на нагрев помещения и на накопление тепла в суточном аккумуляторе. Летом эта энергия накапливается в сезонном аккумуляторе.

Воздушный солнечный коллектор

Площадь воздушных коллекторов, необходимая для нагрева помещений в экодоме определяется теплотехническими параметрами дома. В отсутствии солнца недостаток тепла компенсируется дровяной печью медленного горения с каталитическим дожиганием горючих газов.

Каталитическая печь медленного горения

В настоящее время солнечная система обогрева не в состоянии обеспечить полностью отопление дома весь отопительный период. Поэтому для подогрева экодома используются дополнительные печи на растительном топливе. Самые лучшие - это дровяные печи медленного горения с каталитическим дожигом горючих газов (Рис. 6.3). Низкие теплопотери экодома позволяют использовать печи малой мощности. Кроме того, дрова являются возобновимым источником энергии.

Теплый пол.

Воздушное отопление


Схема установки печи-калорифера для системы воздушного отопления дома:
1 - калорифер; 2-4, 6 - каналы; 5 - решётка; 7 - вентилятор.

Печь-калорифер

Печь-калорифер, разрез

Соединение калорифера с топливником

схема распределения тепловых потоков в доме с воздушным отоплением

Система ГВС.

Водогрейные системы, использующие солнечную энергию, бывают двух типов: с естественной и принудительной циркуляцией воды.

Термосифонная водогрейная система с водяным солнечным коллектором

Система солнечного нагрева воды с принудительной циркуляцией.

Суточный водяной аккумулятор тепла


Суточный водяной аккумулятор тепла.
ЭГ - электрогенератор;
ТГ - теплогенератор;
1 - бак с водой; 2 - дымовые трубы; 3 - кожух; 4 - каналы подачи теплого чистого воздуха; 5 - нижняя (входная) дымовая камера; 6 - верхняя (выходная дымовая камера; 7 - подача дыма в регенератор; 8 - подача чистого воздуха к ТА; 9 - кожух; 10 - поверхность теплообмена; 11 - забор чистого холодного воздуха; 12 - забор теплого отработанного воздуха; 13 - выхлопная труба; 14 - переключатель; 15 - канал подачи сбросного воздуха в теплицу; 16 - шторки; 17 - вент-каналы вертикальные; 18 - дымосос.

Холод

Встроенный в стену зимний холодильник

Погреб

В условиях постоянно повышающихся цен на энергоносители и, порой, невозможности подключиться к центральным сетям, хочется иметь энергонезависимый дом, который мог бы функционировать автономно и при этом обеспечивал владельцу необходимый уровень комфорта. Возможно ли построить такой дом? Специалисты говорят, что при соответствующих затратах на начальном этапе строительства эта задача легко решаема.

Чтобы построить энергонезависимый дом необходимо соблюдение нескольких очень важных условий. Особое внимание следует обратить на конструкцию дома. Ограждающие конструкции должны быть такие, чтобы обеспечить максимальное теплосбережение. Поэтому, говоря об энергоэффективном доме, мы должны отказаться от желания использовать в качестве строительного материала круглое бревно. Как правило, деревянный дом не может обеспечить хорошее теплосбережение без дополнительного утепления. Причём, утеплять деревянный дом гораздо сложнее, чем тот же кирпичный, каркасный или газобетонный, потому что круглое бревно - это, прежде всего, неровные стены, а с течением времени из-за неравномерного высыхания древесины и растрескивания, возможно появление щелей, через которые происходят дополнительные теплопотери. Дерево - живой материал: летом оно впитывает влагу и разбухает, а зимой, наоборот, за счёт вымораживания влаги, сохнет - постоянно меняет своё состояние. находится в постоянном движении. Человек тоже живёт вместе с таким домом: зимой мёрзнет, летом страдает от жары и чувствует прохладу сквозняков.

В деревянном доме неповторимая атмосфера уюта, ощущение единения с природой, особый изумительный аромат смолы. Но если хотите построить энергонезависимый дом, то этим придётся пожертвовать, хотя дом любой конструкции можно отделать под натуральное дерево. Для придания неповторимого аромата можно использовать ароматизаторы и дозаторы. Можно рассматривать: каркасные, панельно-каркасные, газобетонные, кирпичные и монолитные дома.

Теплоизоляция

Что касается теплоизоляции, то предпочтения у всех разные. Существует заблуждение, что синтетические утеплители (пенополистирол) оказывают негативное влияние на здоровье людей. Но нет никаких доказательств в пользу этой гипотезы. Качественный пенополистирол не выделят никаких эфиров и абсолютно безопасен. И, кроме того, пенополистирол впоследствии, как правило, закрывается штукатуркой, отделочными материалами, пароизоляцией или вообще находится внутри конструкции стены.

Мы отдаём предпочтение пенополистиролу,- говорит Кирилл Пруненко, ведущий инженер компании «Альянс-Нева».- Минеральная вата тоже хороший материал, но при укладке может сминаться. Если монтаж осуществлялся неквалифицированно: рабочий прибил рейкой теплоизоляцию, то в этом месте образуется впоследствии мостик холода. А экструдированный пенополистирол - жёсткий. Можно избежать негативных последствий, даже если будет работать строитель с минимальным опытом проведения работ.

Чтобы дом был наиболее тёплым, теплоизоляция стен делается как изнутри, так и снаружи (это если мы говорим о кирпичном, монолитном или газобетонном доме). В щитовой или каркасной конструкции достаточно увеличить толщину слоя утеплителя.

Итак, энергонезависимый дом должен иметь хорошую теплоизоляцию и второй по значимости показатель - это герметичность.

Герметичность

По современным нормам теплопотери жилого здания могут составлять 60 Вт/ кв. м. При таких показателях это уже более или менее тёплый дом. В былые времена возводили строения, которые впоследствии имели теплопотери в 100–120 Вт/кв. м. Хозяева фактически топили улицу. В энергонезависимом доме желательно, чтобы эта цифра была не больше 30 Вт/кв. м.

Таких результатов можно добиться за счёт утепления и, главное, герметизации конструкции. Сами конструктивные элементы, если качественно изготовлены и правильно смонтированы, достаточно плотно прилегают друг к другу и поэтому герметичны.

Правильно установленные и ориентированные по сторонам света окна и двери - это ещё один фактор, влияющий на теплопотери.

В энергонезависимом коттедже окна, как правило, делают даже без форточек и неоткрывающиеся (чаще, без переплётов со сплошным остеклением). Чтобы не было желания лишний раз их открыть и вмешаться в работу автоматической системы вентиляции (с рекуперацией), без которой нормальное функционирование дома невозможно.

На природу лучше выйти, чем созерцать красоты из окна. И потом, чисто эстетически (как снаружи, так и изнутри) лучше смотрится сплошное остекление окна, чем с поперечными и продольными переплётами. К тому же, такие окна стоят гораздо дешевле. Можно для безопасности (для собственного успокоения) сделать одно открывающееся окно и этого будет достаточно. Неоткрывающиеся окна исключают возможность попадания в дом различных насекомых и пыльцы. Система вентиляции комплектуется фильтрами и тоже исключает такую возможность.

Рамы на окнах можно использовать любые - металлопластиковые со стеклопакетами или деревянные с хорошей герметизацией. Сейчас на рынке широкий выбор этой продукции. Конструкция рамы и остекление - это важно. Если используется простое остекление, то через такие окна будут происходить значительные теплопотери. Необходимо устанавливать, как минимум, двойной стеклопакет с заполнением аргоном или ксеноном (инертным газом) и желательно снаружи на стекле иметь плёнку с посеребрением, которая пропускает внутрь помещения солнечную энергию и препятствует выходу тепла, а толщина стекла может быть стандартной.

Правильная ориентация окон по сторонам света также имеет немаловажное значение. Остекление дома производят на южную сторону, а с северной - либо делают его по минимуму, либо вообще отказываются. При формировании ландшафта участка возможно запланировать земляной вал с северной стороны, вплотную примыкающий к дому. В таком случае северная стена будет закрыта грунтом, что обеспечит дополнительную ветро- и теплозащиту.

Утепление кровли

Ещё один важный момент - утепление кровли. И здесь надо сразу, ещё на стадии подготовки проекта, решить, будут ли использоваться солнечные батареи и солнечные коллекторы. Для установки солнечных батарей требуется определённый наклон кровли, который необходимо точно просчитать. Как правило, батареи монтируют на южный склон крыши и желательно, чтобы никакие строения, высокорастущие деревья их не затеняли.

В зависимости от того, будут ли жить в доме постоянно или только в определённый сезон, можно установить батареи таким образом, чтобы иметь среднегодовой максимум выработки энергии, либо только летом или зимой (но зимой всё равно больше, чем летом, энергии не получить). Для зимы угол наклона кровли более крутой (55–60 градусов). Чем больше угол наклона, тем лучше показатели в зимний период, чем более покатая крыша, тем эффективнее работа батарей летом (за счёт того, что летом солнце высоко стоит, а зимой - ближе к горизонту). Для получения среднегодового максимума достаточно иметь угол наклона в 40 градусов.

Какое-то специальное покрытие для кровли, на которую планируется установить солнечные панели, не нужно. Единственное условие для кровельного материала - устойчивость к повышенным температурам - батареи (или солнечные коллекторы) достаточно сильно нагреваются. Поэтому, например, мягкую кровлю (ондулин, битумную черепицу) лучше всё-таки не использовать.

В Европе есть особый метод, с помощью которого измеряют показатели герметичности дома и в случае, когда они не соответствуют определённым стандартам, начинают помещение обкуривать: если создать избыточное давление внутри дома, то дым будет выходить на улицу в местах негерметичности. Останется только в «слабых местах» восстановить герметичность. Ещё можно сделать инфракрасную съёмку дома, хотя это дорогое удовольствие.

Теплоизоляция фундамента

Обязательно следует теплоизолировать фундамент. Фундамент может быть любой. Но чаще всего, наверное, используют плиту. Можно буронабивные сваи установить - это будет дешевле, но утеплять такой фундамент сложнее. А если хотите дом с подвалом, то помните, что это очень дорогое удовольствие.

В любом случае фундамент хорошо утепляется снаружи. Если в основание заливается бетонная плита, то сначала кладётся слой гидроизоляции, потом теплоизоляции. В качестве теплоизоляции фундамента практически всегда используется экструдированный пенополистирол. Без воздействия солнца он практически вечен. Сам по себе материал довольно плохо впитывает влагу, поэтому играет роль ещё и гидроизоляции (и по бокам фундамент тоже должен быть тепло- и гидроизолирован). Это основные моменты, касающиеся конструктивных особенностей энергонезависимого строения.

Инженерные системы

Теперь поговорим об инженерных системах дома. Поскольку дом герметичный, ему требуется принудительная вентиляция - без неё никак не обойтись. Очень часто можно услышать, мол, строите термос, а дом должен дышать. Вот он и дышит через систему вентиляции. Если дом дышит бесконтрольно, то возникают сквозняки, и тепло уходит на улицу. Принудительная система вентиляции, приточно-вытяжная с рекуперацией тепла, обеспечит комфортный микроклимат в комнатах. Современные рекуператоры позволяют сохранить (если смотреть по паспорту) до 90% тепла, которое выбрасывалось бы наружу. Также бытует мнение, что системы вентиляции создают некомфортный шум в помещениях. Современные качественные рекуператоры в комплексе с правильным проектированием и монтажом системы воздуховодов не создают шумов в вентилируемых помещениях. Поэтому этот вопрос лучше доверить профессионалам. Без рекуператоров ни один энергоэффективный дом не строится. Даже если это самый дешёвый проект. Рекуператор можно включать в режим минимального воздухообмена, ведь люди не постоянно находятся в доме. При возвращении хозяева снова включают систему вентиляции в нормальный режим, который обеспечит им необходимый уровень комфорта.

Каковы требования к источникам отопления в энергонезависимом доме? Специалисты предлагают по максимуму использовать низкотемпературные системы отопления. Это панельное отопление (тёплые полы, тёплые стены, потолочные инфракрасные панели). Не надо путать низкотемпературные потолочные панели с высокотемпературными газовыми инфракрасными горелками. Плюс потолочных низкотемпературных обогревателей в том, что они пожаробезопасны и нагревают поверхности, а не воздух. Их использование наиболее эффективно. При классических системах отопления прогревается воздух и, чтобы человек комфортно себя чувствовал, необходимо обеспечить температуру воздуха 21–22 градуса. При установке системы панельного потолочного отопления температура воздуха может быть 18–20 градусов, а ощущения человека будут как при температуре воздуха 22 оС. Есть потолочные инфракрасные панели электрические (они не вписываются в концепцию энергонезависимого дома), а есть работающие на обычном теплоносителе, таком же как в других системах отопления.

А в качестве генератора тепла может применяться какой-то альтернативный возобновляемый источник энергии. Можно установить солнечные коллекторы, можно поставить тепловой насос (это будет не так дорого, поскольку дом герметичный, хорошо утеплённый, поэтому можно сэкономить на мощности).

Сейчас мы строим дом 120 кв. м, на который достаточно 3 кВт тепловой энергии на отопление,- говорит Кирилл Пруненко.- А тепловой насос позволяет нам повысить эффективность (есть такое понятие как коэффициент трансформации при правильной организации низкотемпературных систем отопления) в 4–4,5 раза, т. е. нам не 3 кВт надо, а меньше киловатта. Т.е. среднесуточное потребление электроэнергии самым маленьким (пятикиловаттным) тепловым насосом в самый морозный день будет на уровне 0,7 кВт/час. И, соответственно, в этом случае для электроснабжения можно применять солнечные батареи и не нужно покрывать ими большие площади. Солнечный коллектор экономически обоснованно использовать для приготовления горячей воды. В принципе, если брать годовое потребление горячей воды, солнечный коллектор сможет обеспечить примерно 60% потребности. Конечно, все эти системы рассчитаны на долгосрочные перспективы. И окупаемость каждой системы в отдельности не год-полтора, а лет 8–10 лет. Но если изначально вложиться в дом, правильно все продумать и спроектировать, увязать все в единую систему, то потом можно значительно сэкономить на эксплуатационных расходах. Тогда окупаемость всего комплекса систем и дома по сравнению с обычным домом может составить всего 2–3 года.

Но, как правило, сразу у заказчика требуемых средств нет, или он не готов воспринять необходимость таких масштабных затрат. Часто получается, что сначала строится дом, а потом прокладываются инженерные системы, для чего пропиливаются, просверливаются каналы в уже готовой конструкции, герметичность которой нарушается. Поэтому сначала надо всё хорошо продумать, а уже потом приступать к строительству. Многие заказчики и инвесторы в первую очередь особое внимание уделяют интерьеру и экстерьеру. А ведь если хочешь ездить на Мерседесе, то от Мерседеса должны быть не только сиденья внутри салона, но вся его техническая начинка.

В идеале архитектор должен очень тесно сотрудничать с проектировщиком инженерных систем, чтобы это всё проектировалось в едином ключе, чтобы закладывались правильные элементы конструкции. Техническое помещение следует предусмотреть, а, как правило, про него забывают и уже в процессе строительства пристраивают, где получается, или в ущерб других помещений (кухни, ванной).

Экономичные электроприборы

Естественно, все электробытовые приборы в доме: холодильник, стиральная, посудомоечная машины... должны быть экономичного энергопотребления: класса А+, А++. Это даст дополнительную экономию электроэнергии и уменьшит нагрузку на систему солнечных батарей.

Осветительные приборы тоже следует подобрать соответствующие. Наиболее оптимальный вариант - светодиодные лампочки. И срок службы их больше, и выделяют минимум тепла, по максимуму преобразуя энергию в световой поток.

Желательно предусмотреть охлаждение дома летом. Для этого не обязательно использовать кондиционер, который создает потоки холодного воздуха. Через панельные системы тоже можно охлаждать помещение, и рекуператор воздушный может работать в обратную сторону. Если установлен тепловой насос, то он может быть объединён с рекуператором, и использоваться как для нагрева, так и для охлаждения помещений.

Имея автономные источники выработки энергии (солнечные батареи) обязательно надо предусмотреть резервный генератор. При правильном подборе в самые тяжёлые месяцы (ноябрь, декабрь, январь) он будет работать часа два в сутки для зарядки аккумуляторов. Можно сделать для него шумозащищённый корпус, и он вам не будет мешать. Если есть возможность подключения к электросетям, то это позволит решить многие проблемы.

Стоимость квадратного метра полностью укомплектованного (наружная и внутренняя отделка, меблировка, бытовые приборы) энергонезависимого дома примерно 2,5 тыс. евро.

Только при соблюдении всех вышеперечисленных условий вы сможете получить энергонезависимый дом. Но независимость (как всегда) стоит дорого и сейчас строительством энергонезависимых домов занимаются только энтузиасты.

Текст: Марина Иванова

Консультант: компания «Альянс-Нева»