Зеленый энергоэффективный дом в Подмосковье

Дом Зелёный Баланс (House Green Balance) в России от Татьяны и Евгения Романовых.

Этот дом для проживания молодой семьи, которую волнуют вопросы экологии и энергосбережения. Начиная строительство своего дома они преследовали цели снизить затраты на эксплуатацию дома, построить дом с низким энергопотреблением на отопление, горячую воду и кондиционирование. При этом затраты на само строительство так же не должны быть слишком большими.

Компания ROCKWOOL выступила консультантом в области энергоэффективных технологий и поставщиком решений на основе каменной ваты для создания здания с низким энергопотреблением, комфортным микроклиматом и красивым дизайном. Потребление энергии на отопление составляет 63 кВт•ч на м² в год, что на 60% меньше нормативного (в соответствии с действующими строительными нормами потребление энергии на отопление такого дома составляет 160 кВт•ч на м². в год).

Одним из первых проектов компании в этой сфере было строительство собственного офисного здания – Исследовательского центра в Дании в соответствии с принципами энергетической эффективности и устойчивого развития. Строительство Дома GREEN BALANCE стало логичным продолжением череды проектов в разных странах. Дом GREEN BALANCE – это сочетание современных и оригинальных архитектурных решений, максимально рационального потребления энергии и комфорта для людей. Дом GREEN BALANCE проектировался на основе принципов эффективного использования энергии. Срок службы здания может легко превысить 75 лет. Важно подчеркнуть экономическую целесообразность инвестирования в современные материалы и технологии энергоэффективного строительства. Дополнительные инвестиции в увеличение теплозащиты (бОльшая толщина теплоизоляции), остекление с высоким сопротивлением теплопередаче и другие технологии будут многократно возвращены за счет большой экономии в потреблении энергии во время жизненного цикла здания.

Татьяна Смирнова, ведущий технический специалист ROCKWOOL СНГ

«Энергоэффективные технологии – один из главных фокусов деятельности компании. Мы обладаем огромным накопленным опытом строительства домов с ультранизким потреблением, зданий, вырабатывающих энергию. Лучшее доказательство эффективности технологий – это факты, реальные проекты, практические примеры. Поэтому было принято решение продемонстрировать преимущества энергоэффективного и дружелюбного окружающей среде дома на примере реализованного проекта в России, стране с суровым климатом. Строя Дом GREEN BALANCE мы преследовали цели показать доступность и эффективность строительства с применением энергоэффективных технологий, продемонстрировать эффект в сокращении энергозатрат за счет качественной теплоизоляции. А также мы хотели показать, что каждый владелец может сделать свой дом энергоэффективным, это не так сложно как многие себе представляют, и, что важно, данные решения быстро окупаются.

Дом GREEN BALANCE больше, чем просто полномасштабная модель для демонстрации решений от ROCKWOOL. Он вызывает интерес не только своими техническими деталями, но и архитектурой. Здесь будет жить реальная семья, у компании будет возможность получать отзывы и проводить мониторинг ключевых показателей эксплуатации дома, его энергопотребления. Мы готовы поделиться нашим опытом и результатами данного исследования со всеми заинтересованными сторонами».

Татьяна и Евгений Романовы, архитекторы:

«Дом GREEN BALANCE – авторский проект в стиле деконструктивизм c характерными неожиданными изломанными формами, визуальной усложнённостью и динамизмом композиций.

Концептуальный архитектурный проект включает в себя проект жизни в доме. Требования к планировке, конструкциям и материалам, к внешнему облику здесь следуют из единой концепции и заранее согласованны между собой. Архитектор должен сделать дом функциональным (удобным, комфортным), рационально построенным, стильным, респектабельным. Функциональная планировка исключает необходимость перемещений через этаж в большинстве жизненных ситуаций. Например, на третьем этаже расположены спальни, выше – мастерская с выходом на балкон на кровле. Другие помещения и зоны могут иметь несколько разных функций, их функции могут меняться в процессе жизни.

Одно из направлений современной архитектуры – это строительство энергоэффективных зданий. Инновационные методы в архитектуре позволяют применять технологии повышения энергоэффективности строения без соответствующего (пропорционального) увеличения стоимости объекта. Проектирование таких объектов существенно сложнее, но идея может быть выражена достаточно просто: проект оптимизируется под применение энергоэффективных материалов и технологий».

Марина и Александр Филины, владельцы дома:

«Строительство собственного дома – это увлекательный процесс, в ходе которого можно реализовать интересные идеи и сделать очаг максимально уютным и отвечающим потребностям нашей семьи. Мы хотели построить «зеленый» дом, в котором все ресурсы будут использоваться разумно. Экономия при эксплуатации дома была важным фактором при выборе технологических решений. Мы счастливы, что совместно с талантливыми архитекторами и технической поддержкой компании ROCKWOOL нам удалось создать дом нашей мечты. Уверены, что дети оценят наши старания в будущем, а сейчас они просто получают удовольствие от жизни в этом прекрасном месте».

Потенциал энергосбережения для типичного здания (по данным Энергетического агентствa Германии).

Классы энергоэффективности – сегодня в России установлены следующие классы энергоэффективности зданий. 

Схема энергоэффективных технологий, использованных при строительстве дома GREEN BALANCE

Дом GREEN BALANCE спроектирован таким образом, чтобы электричество и отопление использовались минимально. Архитектурные решения также обеспечивают энергоэффективность дома – за счет компактной формы и того, что цокольный этаж заглублен, но используется как полноценный жилой этаж отношение площади ограждающих конструкций к полезной площади дома меньше, чем в традиционных домах, таким образом достигнуто уменьшение площади поверхности ограждающих конструкций, с которых уходит тепло.

Архитектурные решения обеспечивают отсутствие энергозатрат на охлаждение в летний период и использование энергии солнца на отопление в зимний период, используя, таким образом, природные ресурсы для эксплуатации здания круглый год.

Окна обеспечивают максимальное поступление дневного света в помещения в любое время года, что позволяет обеспечить экономию на искусственном освещении.

Теплоизоляция

Качественная теплоизоляция дома – основа строительства дома с низким энергопотреблением.
Все конструкции дома GREEN BALANCE хорошо утеплены, очень большое внимание уделялось ликвидации «мостиков холода», как должно быть в зданиях с высокой теплозащитой.

Фундамент

Пол 1-го этажа заглублен на 1,5 м, устроен по подготовленному грунту, утеплен плитами ROCKWOOL ФЛОР БАТТС толщиной 120 мм с устройством армирующей стяжки. Сопротивление теплопередаче R = 3,0 м²•ºС/Вт.

Стены 1-го этажа, соприкасающиеся с грунтом, выполнены из кирпича, с внутренним утеплением плитами ROCKWOOL ВЕНТИ БАТТС 120 мм + ROCKWOOL ЛАМЕЛЛА МАТ 25 мм с покрытием фольгой.

Стены

Почти все наружные стены выполнены из деревянного каркаса с двойной обрешеткой, с заполнением каркаса теплоизоляционными плитами ROCKWOOL ЛАЙТ БАТТС 150 мм. Сопротивление теплопередаче R = 7,2 м²•ºС/Вт.

 Для ликвидации теплопроводных включений, которыми являются деревянные стойки каркаса, стены дополнительно утеплены снаружи фасадной теплоизоляционной системой ROCKFACADE с плитами ФАСАД ЛАМЕЛЛА 150 мм.

Кровля

Крыша выполнена в виде перекрестной диагональной системы из несущих линейных элементов (деревянный брус), общая толщина 400 мм, совместно с двойной обрешеткой. Материал кровельного покрытия – рулонный битумный материал на основе стеклохолста по ОСБ плите.
Утепление – заполнение каркаса плитами ROCKWOOL ЛАЙТ БАТТС 150+200 мм.

 Сопротивление теплопередаче R = 8,5 м²•ºС/Вт

Теплоаккумулирующая стена

Восточная или западная боковые стены – хорошее место для теплоаккумулирующей массы. Для них должны использоваться материалы с высокой плотностью и теплопроводностью: бетон, кирпич, камень, которые из-за эффекта тепловой инерции (способность поглощать энергию и отдавать ее через какое-то время) могут запасать тепловую энергию для постоянного медленного ее излучения, снижая температурные колебания в здании и вероятность перегрева внутреннего воздуха. Общая стратегия состоит в том, чтобы использовать от 100 до 150 мм каменной стены в качестве аккумулятора. Увеличенная масса стабилизирует внутренние температуры, делая помещение более комфортными для нахождения людей и роста растений. Предпочтительно располагать теплоаккумулирующую массу на пути лучей прямого солнечного света (радиационный нагрев), так ее работа в 4 раза эффективнее.

 Массивные теплоаккумулирующие стены

В доме GREEN BALANCE приняты дополнительные меры для создания комфортных условий повышенного уровня. Одна из стен является конструкционной, выполнена из кирпича, одновременно служит пассивным кондиционером и регулятором влажности.

Защита от шума, звуковой комфорт

В доме GREEN BALANCE приняты дополнительные меры для создания звукового комфорта. Ограждающие конструкции, изолированные материалами из каменной ваты, поглощают шум с улицы. Межэтажные перекрытия и межкомнатные перегородки звукоизолированны плитами ROCKWOOL АКУСТИК БАТТС 2х50 мм. В жилых помещениях в доме устроены подвесные потолки с акустическими потолочными панелями ROCKFON.

Окна, остекление (улавливание солнечного света, энергия солнца)

В доме GREEN BALANCE площадь остекления составляет 40% от общей площади, что является достаточно высоким отношением как для обычных зданий, так и для строений с низким энергопотреблением. В стандартном здании площадь остекления, как правило, составляет около 18-20%. Таким образом, это еще раз подтверждает, что дизайнерские решения легко сочетаются с использованием энергоэффективных технологий. Энергоэффективность – это красиво.

Пятикамерный профиль окна имеет высокое сопротивление теплопередаче. Двойные стеклопакеты с заполнением инертным газом, внутреннее стекло имеет низкоэмиссионное покрытие с внутренней стороны межстекольного пространства, снижающего теплообмен. Полностью стеклопакет в раме обеспечивает сопротивление теплопередаче R = 0,81 м²•ºС/Вт

Свет – энергия, и свет – тепло. В теплые летние месяцы, поступающее тепло должно, конечно, быть сведено к минимуму, а количество дневного света максимально. Остекление дома GREEN BALANCE, было специально разработано, чтобы удовлетворить эти требования. На южной стороне дома большие площади остекления для максимального использования солнечного тепла.

Дом расположен в северном полушарии, поэтому значительная часть окон ориентирована на юг. Солнечная энергия проникает через ориентированное на солнце остекление дома – прямой солнечный обогрев, и поглощается поверхностями, находящимися внутри теплоизолированной оболочки дома. Эти нагретые поверхности вторично излучают энергию в интерьер дома, температура воздуха в нем повышается, таким образом, результатом является уловленная солнечная энергия. В то время, когда часть теплоты используется немедленно, стены, полы, потолки и мебель запасают избыточную теплоту, излучающуюся в пространство и ночью.

Прямой обогрев

Наклонное остекление улавливает большее количество теплоты. Однако, применение наклонного остекления может также привести к перегреву в летнее время. Остекление южной стены под тупым углом к горизонту намного более соответствует требованиям отопительной нагрузки. Оно эффективно зимой, когда солнце находится низко над горизонтом и позволяет уменьшить поступление солнечного тепла, когда солнце находится вблизи зенита в летнее время.

Естественное освещение

В помещениях с оптимальным микроклиматом в течение дня должен преобладать естественный дневной свет, что также позволяет минимизировать потребление электричества в дневное время. Большая площадь остекления, расположение окон по всем четырем сторонам и световое окно на крыше обеспечивают проникновение достаточного количества дневного света во все помещения.

Входные двери

Входные двери 1-го и 2-го этажей дома GREEN BALANCE имеют тамбуры, что также обеспечивает минимизацию теплопотерь в моменты их открывания. Сами двери имеют повешенное сопротивление теплопередаче – пятикамерный оконный профиль, двухкамерный стеклопакет с заполнением инертным газом и низкоэмиссионным покрытием, нанесенным на внутреннюю поверхность.

Отопление

Отопление и горячее водоснабжение дома GREEN BALANCE обеспечивается индивидуальной котельной, котел комбинированный – твердотопливный с возможностью установки газовой или дизельной горелки с высоким КПД. В качестве топлива используются брикеты.

Водяная система отопления представлена традиционными радиаторами. Помещение первого этажа дополнительно отапливается за счет водяного теплого пола. Частично, для отопления используется тепловое излучение, получаемое встроенным подогревом поверхности стен.

Охлаждение, естественная вентиляция

С целью минимизации расхода электроэнергии в доме не предусмотрено системы активного (искусственного) охлаждения воздуха.
Внутренняя температура в летний период еще больше (чем расход тепловой энергии на отопление) зависит размеров окон, ориентации здания и внутренних источников тепла и, конечно, от климата. Хорошая теплоизоляция здания также облегчает охлаждение здания летом.

Большое влияние на летний микроклимат в помещении оказывает ночное проветривание (ночное охлаждение). В частности в климатических регионах, в которых летней ночью температура опускается до 20 ºС, лишнее тепло из здания может отводиться благодаря только целенаправленному ночному проветриванию. При этом обычное проветривание через оконный проем является малозатратным и эффективным – воздухообмен осуществляется за счет разности плотностей воздуха, обусловленной разными температурами. Здесь выгодно использовать окна от пола до потолка.

 Эффект дымохода и перепады давления являются одними из природных сил, используемых в вентиляции дома GREEN BALANCE. Здесь форма здания и расположение играет важную роль. Стрелки указывают, как воздух проходит через здание, когда окна в крыше и на фасаде открыты. Таким образом, комнаты охлаждаются и освежаются к моменту утреннего повышения температуры. Достичь достаточного снижения тепловых нагрузок от солнечной радиации днем возможно с помощью хорошей теплозащиты, а также наружного затенения окон.

Значения термического сопротивления ограждающих конструкций при расчете тепловых нагрузок играют не менее важную роль, поскольку хорошая теплоизоляция позволяет максимально сохранить эффект ночного охлаждения помещений, уменьшая теплопоступления снаружи в дневное время.

Вентиляция

Контроль воздухообмена – это один из ключей к созданию энергоэффективных зданий. Критически важным требованием для минимальных затрат на отопления является высокая тепловая защита здания и предотвращение потерь тепла при проветривании. В то же время, для хорошего внутреннего климата необходимо обеспечить хороший воздухообмен. В холодное время года необходимый воздухообмен осуществляется системой вентиляции с минимальным потреблением энергии с рекуператором тепла.

Рекуперативная система вентиляции основана на отборе тепла из отходящий потоков воздуха системы вентиляции. Она организована следующим образом: отводимый из дома воздух проходит через теплообменник (рекуператор) и нагревает поступающий в помещения воздух. В жилые помещения подается только чистый воздух, оборудование обеспечивает необходимый уровень вентиляции в каждом помещении.

Эффективность рекуператора 85%. Затраты на работу двигателя в 10-15 раз меньше сберегаемого с его помощью тепла. Такая система обеспечивает поддержание в помещении необходимой влажности и надежное удаление загрязненного воздуха.

Энергопотребление, класс энергоэффективности, экономические показатели

На этапе проектирования были установлены требования к потреблению энергии – не менее 50% ниже нормативного энергопотребления
По завершению проекта энергопотребление дома GREEN BALANCE составляет 63 кВт•ч на м² в год, что на 60% меньше нормативного. Таким образом, дому можно присвоить класс энергетической эффективности А (очень высокий).

В доме установлены приборы учета энергии, для сбора информации по расходам различного рода энергоносителей с целью проведения мониторинга в течение длительного периода времени. Отличные показатели энергоэффективности дома GREEN BALANCE достигаются за счет снижения потребности в отоплении. Именно в этой области находится значительный потенциал для экономии энергии.

Применение энергоэффективных технологий увеличило стоимость строительства на 14,5%. Однако, за счет экономии энергозатрат на отопление годовая экономия составляет 32 850 рублей.

Таким образом, дом GREEN BALANCE реальный проект, обладающий следующими характеристиками:

- класс энергоэффективности А;
- комфортный микроклимат;
- стильный дизайн;
- хорошая звукоизоляция;
- снижение энергопотребления на 60% по сравнению со зданием, построенным в соответствии с существующими нормами;
- годовая экономия на энергозатраты 32850 рублей;
- незначительное увеличение стоимости строительства.

Дом GREEN BALANCE подтверждает отсутствие преград для развития энергоэффективного строительства в России. Это просто и экономически выгодно.

С благодарностью к источнику: Mirdomov