Проектируем энергоэффективный дом

Пока экологичная и энергосберегающая архитектура еще не стала рядовым явлением в частной застройке. Но уже сегодня слово «энергоэффективность» в разговорах строителей, поставщиков материалов с потенциальными заказчиками звучит все чаще.

Согласно принятым в ЕС стандартам с 2002 года в Европе не разрешается строительство жилых домов, которые тратят на поддержание комфорта (отопление, освещение, кондиционирование) больше 60 кВт·ч/кв. м в год. А с 2010 года, к примеру, в Финляндии перешли к возведению домов с низким энергопотреблением (low energy houses), к которым предъявляются еще более жесткие требования (40-45 кВт·ч/кв. м в год). Между тем это не предел. Современный пассивный дом потребляет около 15 кВт·ч/кв. м в год, а современное поколение европейских разработок в области энергоэффективного домостроения – это уже не пассивные, а активные дома. Такие коттеджи не только тратят, но и производят энергию, причем в объемах больших, нежели потребляют: за счет солнечных батарей и коллекторов, тепловых насосов и грунтовых теплообменников.

Не только эффективность

Сегодня практически любая строительная организация может возвести для своего заказчика коттедж, в котором потери тепла через ограждающие конструкции стремятся к нулю. Но будет ли он по-настоящему комфортным? Один хороший знакомый всю позапрошлую морозную зиму гордился, что ему построили «современный дом-термос» – именно так было обозначено сие произведение инженерно-строительной мысли в рекламной листовке. «Энергоэффективный» дом оказался дешевым и в строительстве, и в эксплуатации, но только в те периоды, когда в нем никто не жил. Коттедж площадью 140 кв. м все лютые морозы простоял закрытым, обогреваясь маломощным электроконвектором в холле, но не замерз. Строение из «заводских» сэндвич-панелей действительно оказалось «домом-термосом, надежно хранящим тепло». Но вот жить в нем оказалось невозможно. Приезжая зимой, коттедж приходилось натапливать модной буржуйкой с панорамным стеклом. Но через пару часов в помещениях становилось нестерпимо душно, нужно было открывать все окна. Холодными ночами хозяин включал конвекторы, жаркими – кондиционеры, но при этом также все время вынужден был держать открытыми окна.

Разработчики коттеджей, ориентированных на низкое потребление энергии, вынуждены заботиться не только о тепле, коммунальных платежах и прочих приземленных вещах, но также об эстетике, экологии и комфорте. Проектировщики современных домов, ориентированных на низкое энергопотребление, должны предложить такую конструкцию здания, в которой и солнечный свет, и тепло земли также работают на домовладельца. Сам коттедж может быть из любых материалов – традиционных или каких-либо экзотических. Но, в любом случае, ему необходимы качественное дополнительное утепление, энергосберегающие стеклопакеты и продуманная система вентиляции, не конфликтующая с отопительными приборами.

Разработки, в которые вкладываются инженерная и архитектурная мысль, оказываются недешевыми, но позволяют экономить долгие годы. Из чего же складывается современное энергоэффективное проектирование?

Шесть правил энергоэффективного проектирования

Правило первое:выбор участка с благоприятным рельефом и микроклиматом, правильное расположение дома на рельефе

Проектирование любого дома, в том числе и рассчитанного на низкое энергопотребление, начинается с выбора участка. Многие, наверное, замечали, что в старинной деревеньке часто чувствуют себя комфортнее, нежели в садоводстве или в некоторых коттеджных поселках. Секрет здесь именно в выборе участка под строительство. Все проще: садоводство появилось там, где власти выделили бросовую землю, коттеджный поселок возник на месте приобретенного девелопером совхозного поля, а деревню начали строить там, где легко дышится и комфортный микроклимат.

Для средней полосы России такой участок – это, прежде всего, сухое место на возвышенности с небольшим уклоном в южную сторону. На территории с таким уклоном весна приходит раньше, чем на северные склоны. К тому же, участок с таким понижением выгоден и с точки зрения будущих инженерных систем: здесь легче организовать дренаж, «ливневку», сброс талых вод.

С точки зрения энергоэффективного проектирования, дом также имеет смысл располагать на южном склоне, который работает как естественный кондиционер, прогревается солнцем и по нему стекает холодный влажный воздух. Тем не менее, с точки зрения специалистов по ландшафтным работам, южный склон – не догма. Им приходится учитывать более сложные климатические и гидрогеологические составляющие: преобладающие направления ветров (они могут меняться из-за складок микрорельефа), характер почвы, уровень грунтовых вод и т. п. По мнению дендрологов, порой более предпочтительными оказываются не постоянно палимые солнцем южные, а юго-западные или юго-восточные склоны, обеспечивающие более комфортный режим для растений, которым также отводятся ключевые роли в ветро- и шумозащите, а также при создании микроклимата на участке.

Правило второе:отказ от излишеств, оптимальное соотношение площадей и объемов

И в России, и в Европе жители новых коттеджных поселков и массивов частной застройки все чаще отказываются от коммунальных удобств в виде общественных бассейнов, бань, поселковых объектов спортивной инфраструктуры. «Безразмерные» коттеджи, которые трудно протопить и дорого содержать, также уходят в прошлое.

Энергоэффективное строительство подразумевает отказ от лишних отапливаемых площадей и объемов, и, в первую очередь, от тех помещений и объектов, которые эксплуатируются от случая к случаю. Современные тенденции в проектировании показывают: объемы «ничейных» (коммунальных) площадей уменьшаются, размеры индивидуальных пространств – растут. Сегодняшние домовладельцы все чаще готовы отказаться от встроенных гаражей, требующих отопления и вентиляции, а также от просторных залов со вторым светом, зато «спальни-чуланы» по 6-8 кв. м уступили место просторным индивидуальным комнатам.

Во всем остальном объемно-планировочные решения современных энергоэффективных домов вполне традиционны: на первом этаже располагаются открытые планировочные пространства кухни и гостиной, на втором (в мансарде) – приватная зона, со спальнями всех членов семьи.

Правило третье:рациональный выбор материалов для строительства

В первую очередь речь идет о стенах, кровле и прочих ограждающих конструкциях. Они могут возводиться как из экзотических, так и из традиционных материалов, но просто обязаны быть теплыми, надежными и долговечными.

Сегодня, благодаря производителям пенопластов и пенополистиролов, уже всем известно, что десять-пятнадцать сантиметров «чудодейственного» дешевого материала заменяют едва ли не метровую толщу кирпичной кладки. С другой стороны, поставщики кирпича и материалов на основе вспененных бетонов, утверждают, что благодаря большой массе именно каменные стены зимой сохраняют накопленное в летнее время тепло, холодят в жару и – тем самым – снижают нагрузки на системы отопления и вентиляции. Конечно, прослойка современного экологичного энергоэффективного утеплителя в стене позволяет экономить кирпич и бетон, но – все хорошо в меру. Если же в качестве основного стенового материала выбраны стены облегченных конструкций, правильный дом все равно нуждается в хорошем теплоаккумуляторе.

В качестве такового может выступить, к примеру, монолитное бетонное основание с системой жидкостного теплого пола или массивная кирпичная печь, расположенная по центру.

Правило четвертое:продуманные системы вентиляции

Следующая составляющая правильного дома – качественная приточно-вытяжная вентиляция. Она в значительной степени отвечает за комфорт. Почему в одном доме мы чувствуем себя отлично, а в другом – всегда с тяжелой головой? Причина часто кроется именно в вентиляции. Но до недавнего времени, пока не появилось поколение новых загородных жителей, страдающих головными болями, ее проектированию отводили третьестепенные роли.

Правильная вентиляция должна обеспечивать приток свежего, насыщенного кислородом, воздуха с улицы, но при этом не должна конфликтовать с отопительными приборами. При этом подогрев входящего воздуха встроенными в приточную систему электрокалориферами, с точки зрения энергосбережения, – уже позавчерашний день. Производители и поставщики инженерного оборудования готовы оснастить коттедж продвинутыми приточными установки, оснащенными фильтрами для очистки входящего воздуха от гари и пыли, канальными глушителями шумов, калориферами для подогрева. Тренд «энергосберегающего» периода – системы рекуперации (переноса тепла), использующие тепло от нагретого воздуха в помещениях для подогрева свежего – с улицы. Не менее сложны управляемые автоматикой устройства принудительной вытяжки. Все это – удовольствие не дешевое, но без него современный дом не был бы энергоэффективным.

Правило пятое:комфортный подогрев вместо «перетопа»

В том, что касается систем отопления, то сегодня им отводится иная, нежели раньше, роль. Производительность системы сегодня ничто, по сравнению с ее экономичностью. А экономичность зависит в первую очередь от того, насколько данное устройство поддается автоматизации и распределяет тепло, не тратя драгоценные энергоносители на «перетоп» помещений. Программируемая автоматика снижает издержки, позволяя отказаться от прогрева комнат, которые в данный момент не эксплуатируются (например, все ушли на работу или в школу).

К печам в домах, претендующим на энергоэффективность (а какой же загородный дом без печи или камина), также предъявляются особые требования: здесь производительной конвекционной «буржуйке» имеет смысл предпочесть менее мощный, но массивный камин, который будет не только поставщиком, но и хранителем тепла.

Следует отметить, что расхожее в прежние годы убеждение, что энергоносители бывают дорогими и дешевыми, в наше время уже не работает. Мировые тенденции показывают, что рыночные цены на гигокалорию тепла, которую можно получить от разных энергоносителей, уравниваются. Природный газ – по-прежнему самый доступный вид топлива. Но цены на него растут, да и стоимость подключения к сетям «кусается». Но кто бы еще десять лет назад мог подумать, что солярка, считавшаяся в наших краях бросовым топливом, сравняется по цене с автомобильным бензином! Сегодня не нужно быть экспертом, чтобы прогнозировать, что подобная судьба в условиях топливного монополизма уготована и природному газу.

Разработчики современного отопительного оборудования предлагают не держать яйца в одной корзине. Оно экономично, поскольку легко коммутируется с системами домашней автоматики, кроме того, часто может работать на нескольких видах топлива (дизельное, природный или сжиженный газ), а в качестве резерва использовать электроподогрев. И если в традиционном доме котел – это «сердце» системы, то в современной концепции его роль заметно скромнее: не протапливать помещения, а подогревать их, компенсируя неизбежные для любого, даже энергосберегающего дома теплопотери. А раз так – то уже не столь важно, какой энергоноситель предпочесть: это может быть и электричество, и дизельное топливо, и баллон сжиженного газа (если подключение к газовой магистрали неоправданно дорого), и геотермальные источники.

Одно из «бюджетных» решений для отопления частного коттеджа или дачи – гибридное: например, теплые полы плюс хороший дровяной камин с системой воздуховодов, доставляющих теплый воздух в жилые помещения. При этом теплый пол может быть как водяным (точнее, жидкостным), так и использовать прямой электроподогрев (греющие кабели). В первом случае домовладелец получит широкие возможности выбора, замены или резервирования отопительных приборов – от электрокотла до теплового насоса, во втором – исключительную легкость монтажа и обслуживания.

Правило шестое:использование естественного света и тепла

И еще один важный момент, без которого невозможно строительство энергоэффективных зданий. Проектировщики таких домов стремятся заставить тепло солнца и земли работать на домовладельца. Солнечные батареи и коллекторы для подогрева воды, широко распространенные на юге Европы, в наших краях малоэффективны, но если окна с энергосберегающими стеклопакетами выходят на южную сторону, а полы окрашены в темные цвета, то в зимний солнечный день ощутимая прибавка тепла владельцу продуманного в этом отношении дома будет обеспечена.

При этом в летнее время ему не нужно включать на полную мощность кондиционеры: справляться с палящим солнцем им должны помогать солнцезащитные жалюзи и маркизеты, управляемые электроприводами и системами автоматики.

От теорий – к практике

Одной из первых отечественных разработок в области разумной частной архитектуры стал «Активный дом» архитектурного бюро «Полигон», реализованный в подмосковном коттеджном поселке «Западная долина». Объект в жанре современной экоархитектуры был построен в 2011 году, а в 2012-м – активно тестировался (в него поселили семью с тремя детьми), собирал награды архитектурных конкурсов, но так и остался своего рода «концептом».

Под занавес 2012 года в Кстовском районе Нижегородской области состоялось торжественное открытие первого в Нижегородской области энергоэффективного односемейного дома. По данным разработчиков, расчетные затраты на все виды энергии в нижегородском доме должны составлять меньше 1300 руб. в месяц в сегодняшних ценах. Реализация пилотного проекта обошлась в 12 млн руб.

В обоих проектах применены сходные технические решения. В частности, системы вентиляции с рекуперацией тепла в значительной степени удорожают проекты, без них дома могли бы получиться теплыми, но не были бы энергоэффективными и комфортными. В «Активном доме» отопление осуществляется за счет теплового насоса. Особенность второго проекта – низкотемпературные электроконвекторы и мощный грунтовый теплообменник без теплового насоса, расположенный на глубине 4,5 м, за счет которого поступающий в дом воздух охлаждается летом и подогревается зимой. Такое решение разработчики сочли более экологичным. Оно существенно удорожает проект, но если бы не оно, то данный коттедж был бы не энергоэффективным домом, а обычным каркасным.

По официальным данным Государственной корпорации «Фонд содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства», с 2010-го по 2012 год на бескрайних российских просторах в рамках проекта по переселению граждан из аварийного и ветхого жилищного фонда введено в эксплуатацию 27 энергоэффективных домов. В лидерах – Северо-Кавказский федеральный округ (семь объектов), Сибирский (шесть домов) и Приволжский (пять). Во всех случаях речь идет преимущественно о малоэтажных объектах с квартирами. В этих вариантах также применены решения, призванные снизить эксплуатационные расходы: от солнечных коллекторов и тепловых насосов – до энергоэффективного остекления. Подвести эти строительные дебюты к общему знаменателю непросто: здесь есть и постройки, напоминающие бараки, и нарядные домики с застекленными лоджиями. Никакого намека на высокую архитектуру, зато расчетное снижение коммунальных платежей – по сравнению с обычными домами – составляет от 9 до 40%.