Будинок, для опалення якого буде потрібно мало теплової енергії, з самого початку необхідно будувати, пам'ятаючи про головні «заповідях» енергозбереження. Кількість енергії, що витрачається на будівництво будинку, можна розділити на три основні складові:
• 29% - це саме будівництво і будівельні матеріали;
• 32% - опалення та нагрів води;
• 39% - експлуатація будинку. Як видно, опалення та експлуатація будинку займають істотну частину витрат - більше 70%. І щоб їх зменшити, будинок слід утеплювати. І чим більше коштів ми витратимо на утеплення будинку
У процесі будівництва, тим менше будемо витрачати на його обігрів за весь час експлуатації. Теоретично будь-який будинок можна утеплити так, щоб він став не тільки енергоефективним, але і пасивним, тобто потребував настільки невеликій кількості тепла, що для його обігріву не знадобиться система опалення. Це вимагало б неймовірно високих капіталовкладень, не кажучи вже про технічні проблеми. При цьому тільки утеплення не дозволить радикально зменшити споживання будинком енергії. Щоб зробити будинок енергозберігаючим, досить втілити в життя десять простих правил. Кожне з них окремо буде малоефективним, але якщо реалізувати всі, то можна побудувати будинок, в якому витрати на опалення не «вдарять по кишені».
1. Не будуйте великий будинок
Відмова від будинку, що має велику площу, - це найпростіший спосіб спорудження будинку, дешевого у будівництві та експлуатації. Незалежно від того, наскільки теплим буде побудований будинок, витрати на опалення завжди будуть тим більше, чим більшу площу доведеться опалювати.
2. Нехай його форма буде компактною
Якщо ми хочемо знизити потребу в теплі, то повинні звести до мінімуму його втрати. А втрати тепла виникають, в першу чергу через те, що воно йде через огороджувальні конструкції будинку: стіни, дах, підлогу, вікна та двері. Чим менше площа цих поверхонь, тим менше втрати тепла, тим менше його потрібно для обігріву будинку. Тому, щоб побудувати енергозберігаючий будинок, його форма повинна бути такою, щоб співвідношення площі зовнішніх поверхонь будівлі до його об'єму (A / V) було мінімальним. Це означає, що будинок повинен мати просту, компактну форму, наприклад, наближену до шестигранник (ідеальною з цієї точки зору є форма кулі, але в такому будинку жити було б складно). Потрібно враховувати, що найбільші втрати тепла виникають в кутах і переломленнях стін і даху. Потрібно створювати проект так, щоб їх було якомога менше. Тому краще уникати дахів складної форми - найкращою буде двосхилим, або навіть односхила похила дах. Потреба в тепловій енергії зростає також через великої висоти приміщенні. Простір над нашими головами доводиться опалювати, хоча ми їм не користуємося. Тому висота поверхів повинна бути не надто великий, але при цьому відповідати нормам і бути комфортною для проживання. Несприятливими з точки зору енергозбереження є одноповерхові будинки. За опалення двоповерхового будинку або будинку з житловою мансардою в рік доведеться платити значно менше, ніж за опалення одноповерхового будинку аналогічної житлової площі та утепленого таким же чином.
3. Найбільший фасад розмістіть з півдня
Практично невичерпним і найбільшим джерелом енергії є сонце. За тепло, яке воно нам дає, не потрібно платити. Щоб використовувати його для обігріву будинку, потрібно розмістити будівлю так, щоб найбільша кількість сонячних променів якомога довше падали на найбільшу його частину. Через форми і розташування ділянки не завжди можна зробити так, щоб найбільший фасад знаходився з південної сторони. Відхилення на 15 'не зробить помітного впливу на кількість надходить в будинок тепла. В українських умовах найбільше відхилення від осі схід-захід, при якому сонячне випромінювання є ще в міру сприятливим, становить 20 '- у північному напрямку і 35' - у південному напрямку. У той же час варто подбати, щоб площа фасаду із північного боку була якомога менше. Цього також можна досягти, наприклад, шляхом спорудження односхилого даху (зі скатом, орієнтованим в північному напрямку) або, якщо будинок розташований на схилі пагорба, шляхом часткового поглиблення північної стіни в грунт.
4. Засклені ділянки поверніть убік сонця
Навіть через найсучасніші вікна йде більше тепла, ніж через стіни. Щоб зберегти тепло в будинку, у вікнах повинні бути встановлені низькоемісійним скла, які можуть пропускати всередину приміщень сонячну енергію і не випускати тепло назовні. Вікна, що встановлюються в енергозберігаючих будинках, повинні мати багатоінсценує профіль і склопакет, що складається з двох або трьох стекол, простір між якими заповнено інертним газом. Опір теплопередачі R всього вікна має бути не менше ніж 0,77 м2 * К / Вт. Сьогодні компанії, що виробляють віконні профілі, прагнучи підвищити їх теплоізоляційні параметри, заповнюють камери профілів термічними вкладишами і армують їх не металом, а композитними матеріалами. Це впливає на енергоефективність віконної рами і вікна в цілому. Оскільки вікна не тільки втрачають тепло, а й дозволяють сонячним променям проникати всередину будинку, варто розташовувати їх з південної сторони. Зі сходу і заходу кількість тепла, що отримується від сонячного світла, вже не такий великий, тому що вранці і ввечері сонце знаходиться нижче горизонту. Розташування вікон на східному і західному фасаді вже не впливає так сильно на кількість одержуваного тепла - в обшем балансі воно може тільки покривати втрати тепла, що минає через вікна, значить, збільшення площі вікон не принесе енергетичної вигоди. На північному фасаді краще взагалі відмовитися від вікон - тут не можна розраховувати на отримання тепла від сонця, і воно не компенсує збільшені втрати тепла через вікна, орієнтовані на північ.
5. Не затінює вікна
Одне тільки наявність вікон на сонячній стороні будинку не гарантує успіху. Буває й так, що протягом більшої частини дня вони будуть залишатися в тіні сусідньої будівлі або дерев і тоді користь від них буде такою ж, як від вікон, які перебувають з півночі. Довжина тіні, що відкидається об'єктом висотою 5 м в найгіршому випадку (21 грудня) становить 19 м. Цю проблему складно вирішити - сусід не перенесе будинок і навряд чи захоче зрізати свої дерева. Але можна усунути іншу поширену причину затінення вікон - відмовитися від широких звисів покрівлі. У енергозберігаючих будинках (особливо пасивних, тобто з екстремально низькою потребою в теплі) архітектори проектують даху практично без навісів, звідси характерні «сучасні силуети» цих будинків. Не всім вони подобаються, але щоб домогтися економії енергії, з чимось доводиться миритися. І слід пам'ятати, що заглядали у вікна сонце, так бажане взимку, заважатиме влітку. Адже широкі свеси захищають приміщення від надмірного перегріву. Замість них необхідно встановити на вікна пересувні захисні засоби - маркізи або ролети, які, як правило, демонтують взимку.
Регулювати проникнення сонячних променів в будинок допоможе і продумане розташування рослин на ділянці. Листяні дерева та кущі, що дають тінь, можуть затінити від сонця південний фасад влітку, а взимку вони не будуть відкидати на нього тінь і пропустять в будинок сонячну енергію. Велике значення має кут, під яким сонячні промені падають на поверхню; чим він більше, тим більше променів потрапляє на підлогу. Взимку промені під значно меншим кутом падають на вертикальні або горизонтальні поверхні всередині приміщень, ніж влітку. Щоб вони досягали не тільки підлоги, але і стіни, акумулюючої тепло, а також для отримання більшої кількості сонячної енергії вікна потрібно встановлювати вище.
6. Будуйте з матеріалів, що акумулюють тепло
У будинку має бути тепло не тільки тоді, коли світить сонце. Дуже важливо, щоб будинок акумулював це тепло, інакше після заходу сонця або навіть у хмарну погоду в будинку одразу ж відчується його дефіцит. У цегляних будинках акумуляторами тепла є стіни, підлогу і перекриття. Особливо важливу роль відіграє стіна, розташована навпроти вікон, що виходять на південь. Варто подбати про те, щоб вона була споруджена з матеріалів, добре акумулюють тепло, - з повнотілої цегли, бетону або каменю (що іноді можливо і в дерев'яних будинках або в будинках, що мають каркасну конструкцію). Коли прямі промені сонця перестануть проникати всередину будинку, ця стіна буде виконувати роль акумулятора - вона віддаватиме накопичене в ній за день тепло. Якщо стіна буде масивною, цього тепла вистачить навіть на пару годин обігріву. Рекомендована товщина стіни, акумулюючої тепло, - 20-45 см, Добре, якщо це буде несуча стіна, тоді не доведеться нести додаткові витрати для збільшення її товщини.
Здатність акумулюючої стіни поглинати випромінювання можна збільшити, пофарбувавши її в темний колір (тоді вона зможе акумулювати на 75% більше тепла, ніж стіна білого кольору). При цьому інші поверхні в приміщенні повинні бути максимально світлими, завдяки чому вони будуть добре відображати і розсіювати світло. Найбільш ефективно використовувати сонячне випромінювання для обігріву приміщень дозволить зменшення їх глибини. Для того щоб опромінення масивної стіни, акумулюючої тепло, було оптимальним, вона повинна знаходитися якомога ближче до виходить на південь вікна - на відстані не більше, ніж його висота, збільшена в 2,5 рази. Якщо стіна розташована далі, рекомендується використовувати мансардні вікна (за умови, що приміщення знаходиться на верхньому поверсі). Крім того, стіна не повинна бути заставлена меблями, на неї не повинна падати тінь від великих кімнатних рослин і інших елементів інтер'єру. Хорошим акумулятором тепла є підлога, виконаний з темного каменю, який протягом дня накопичує тепло, а ввечері його віддає. Елементом, що акумулює тепло, може бути також портал каміна, що знаходиться навпроти вікна. Він повинен бути виконаний з поглинаючих тепло матеріалів, таких як цегла або бетонні блоки.
7. Не розділяйте приміщення без необхідності
Рівномірному розподілу тепла сприяє наявність великих відкритих просторів. У будинках з традиційним поділом внутрішнього простору на окремі приміщення чітко відчувається різниця температури в них. У зв'язку з цим виникає ризик перегріву освітленій сонцем південній частині будинку при одночасній необхідності додаткового обігріву приміщень, що виходять на північну сторону, в такому випадку для забезпечення теплового комфорту потрібно використовувати вентилятори, які викликають примусове переміщення повітря з нагрітою на сонці частини будинку в ту, що знаходиться в тіні. Але це невигідне рішення, враховуючи витрату електроенергії і галасливу роботу вентиляторів. Внутрішній простір будинку повинно бути перш за все функціональним. Щоб знизити витрати на опалення, варто докласти зусиль для того, щоб воно відповідало чотирьом принципам:
• зонування - в будинку повинні бути виділені три зони, в яких температура становитиме: у першій - 16 ° С і нижче (там повинні знаходитися господарські та технічні приміщення), у другій - 18-20'С (спальні, кухня), в третій - 20-22'С (вітальня, ванна кімната);
• групування - приміщення з однаковою температурою (що відносяться до однієї зони) повинні бути суміжними, тобто перебувати поруч або одне над іншим, групують також інженерні комунікації, зводячи до мінімуму кількість стояків;
• орієнтація - розташування приміщень відносно сторін світу має забезпечувати пряме проникнення в них сонячних променів так, щоб під час їх експлуатації сонце допомагало підтримувати в будинку тепловий комфорт. Більш холодні, технічні та підсобні приміщення повинні бути орієнтовані на північ, житлові - на південь і захід;
• створення буферної зони - з північного, а також з легковажною боку будинку повинні бути розташовані приміщення, які не вимагають обігріву, такі як: гараж, комори, підсобні приміщення, місце зберігання палива або приміщення, що відносяться до першої зони, тобто ті, в яких температура може бути нижчою 16'С. Вони будуть створювати буферну зону, що охороняє інші приміщення від швидкого вихолажіванія.
У буферній зоні можуть перебувати також кухня і пральня, оскільки в них, завдяки що йде в них процесам, утворюється досить велика кількість тепла. З південного боку таку зону може створювати засклена веранда або зимовий сад, але це дорогий варіант. Тим не менш, це рішення дозволяє забезпечити захист внутрішніх приміщень від холоду. Через стіни, за якими знаходиться така буферна зона, йде в два рази менше тепла, ніж через зовнішні стіни. Така прибудова є не тільки буфером між зовнішнім середовищем і внутрішніми приміщеннями будинку. Вона виконує також функцію «сонячного колектора», якщо для її скління використані скла з низькоемісійним напиленням, які пропускають всередину приміщення сонячне світло і не випускають тепло назовні. Причиною збільшення внутрішньої температури в прибудові є оранжерейний (тепличний) ефект. Це вигідно взимку, коли нагріте повітря може проникати в прилеглі приміщення через дверні прорізи або вентиляційні отвори в розділяє їх стіні.
8. Відмовтеся від звичайних балконів
У енергозберігаючих будинках уникають робити балкони, плита яких з'єднана з перекриттям. Якщо плита балкона не утеплена (а на практиці саме так і виходить, бо це не так просто зробити), то при такому рішенні виникають втрати тепла, такі ж значні, як і у випадку відсутності шару утеплення на кількох квадратних метрах зовнішньої стіни. Тому якщо ви хочете, щоб будинок мав балкон або терасу, то краще, щоб вони мали власну конструкцію, при цьому пристроювати їх потрібно так, щоб стіна будинку могла бути повністю теплоізольована. Можна також з'єднати плиту балкона з перекриттям за допомогою спеціальних з'єднань, що дозволяють укладати між ними шари теплоізоляції, але тоді певну кількість тепла буде йти через ці сполуки.
9. Ретельно утепляйте
Спорудження будинку, що відповідає описаним вище умовам, не повинно бути пов'язано з додатковими капіталовкладеннями. Завдяки продуманій концепції, іноді навіть шляхом відмови від вимріяного стилю будинку, можна отримати економію на його опаленні, що досягає декількох десятків відсотків, тобто порядку декількох тисяч рублів на рік. Однак радикальне зниження потреби в теплі можливо після вкладення значних коштів. У першу чергу, їх потрібно вкласти в ретельне утеплення шаром теплоізоляції відповідної товщини стін, підлог і даху будинку. Низького показника потреби в тепловій енергії, що дозволяє віднести будинок до енергозберігаючої групі, не вдасться досягти без покриття стін теплоізоляційними матеріалами, навіть якщо вони будуть споруджені з «теплих» матеріалів. В Україні стандартом є утеплення стіни шаром пінополістиролу або мінеральної вати товщиною 10-12 см, хоча цього недостатньо. У енергозберігаючому будинку товщина теплоізоляційного шару для зовнішніх стін повинна становити 20 см і навіть більше. Пол на грунті також повинен бути утеплений - його потрібно покрити шаром теплоізоляції аналогічної товщини. Ще більше значення має теплоізоляція даху. тому що тепле повітря з нижніх приміщень піднімається вгору і при поганій теплоізоляції забирає тепло. Сьогодні 25-сантиметровий шар теплоізоляції для даху - це вже стандарт, але в пасивних будинках використовують шари в два рази товще.
Теплоізоляція не захистить ефективно будинок від тепловтрат, якщо вона не буде правильно покладена або в неї буде проникати волога. Збільшення вологості теплоізоляційного матеріалу всього на 5% знижує його ізоляційні здібності в два рази. Тому так важливо правильно дотримуватися технологію укладання утеплювача. Особливу увагу потрібно приділити усуненню так званих містків холоду, тобто місць, де ізоляція перервана або виконана гірше, ніж на інших будівельних конструкціях. Вони збільшують потребу будинку в енергії, тому там, де це можливо, їх слід усунути. Найчастіше містки холоду виникають в місцях з'єднання балконних плит з перекриттям, у вінцях і перемичках, примиканнях щипцевих стін і даху (неопалювальній частини і опалювальної), зовнішніх і внутрішніх стін з фундаментом, у вінцях перекриття над підвалом, в місцях кріплення коробок у віконних і дверних отворах. Всі вони вимагають старанного утеплення та герметизації з використанням спеціальних стрічок. У проекті будинку повинні міститися докладні вказівки щодо того, як це зробити, інакше виконавець, найімовірніше, не зверне на це уваги. Інтенсивність витоку тепла через містки холоду визначається лінійним коефіцієнтом проникнення тепла містка (W). Наприклад, усунення містка холоду, що виник через переривання ізоляції балконної плитою, спричинить зменшення W на 0,6 Вт / (м «К).
10. Тепло з видуває повітря та стоків
Енергозберігаючі будівлі повинні бути герметичними. Щоб будинок був герметичним, потрібно примикання вікон і дверей до стін ретельно ущільнити спеціальними стрічками. У герметичний будинок свіже повітря може потрапляти тільки через систему вентиляції. Саме під час роботи вентиляційної системи в результаті видування з дому теплого повітря виникають значні втрати тепла, порівнянні з тепловтратами, які відбуваються через огороджувальні конструкції, Якщо побудувати добре утеплений будинок, який пристосований до отримання сонячної енергії, то потреба в тепловій енергії для нагрівання вентиляційного повітря домінуватиме в загальному балансі енерговитрат. Домогтися зниження споживання енергії можна за рахунок зворотного отримання тепла з видуває повітря, тобто рекуперації. Це обов'язкова умова для того, щоб будинок, який використовує примусову припливно-витяжну вентиляцію, відповідав стандарту енергозберігаючого будинку. Така вентиляція доставляє свіже повітря, обмежує втрати тепла, дозволяє зменшити вологість повітря всередині будинку і усунути шкідливі забруднення, що виникають в будинку. Для стандарту енергозберігаючого будинку ефективність рекуперації тепла при рівноважних потоках повітря має становити 70%. Незважаючи на те, що рекуператор і необхідна вентиляційна система не відносяться до розряду дешевих пристроїв, їх використання є рентабельним. Рекуперацію тепла можна отримати не тільки з видуває повітря, а й зі стоків.