Три преимущества

Строительство домов из СИП-панелей имеет три неоспоримых преимущества:

  1. Это быстрая технология;
  2. Стоимость вполне разумна;
  3. Заказчик получает дом с очень хорошими энергосберегающими показателями.

Разумеется, важность того или другого показателя может оцениваться клиентом по-разному, но это не влияет на достоинства технологии в целом. Очень хорошие показатели теплоизоляции СИП-панелей обеспечивают небольшие затраты на отопление, но действуют в одном случае: тепло дома не выводится наружу.

Классификация зданий

С июля 2013 года в России действуют СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003». По степени энергосбережения все дома разделены на 5 классов: A, B, C, D, E.  Проектирование жилья класса D (пониженный уровень) и E (низкий) запрещено, соответственно не будет и строительства.

Дома из СИП панелей позиционируются производителями, как энергосберегающие. На сегодняшний день это означает, что потери тепла  не превысят значения в 70 кВт-час/м2 в год. Данный критерий в российской технической литературе называется коэффициентом теплопередачи.

Это параметр, показывающий сколько тепла передается от нагревающей стороны к нагреваемой в единицу времени через единицу площади плоской поверхности при разности температур в 1°С. В некоторых странах энергетические характеристики здания определяются расходом топлива на 1 кв. метр в год.

Стандарты

Общих международных стандартов энергосберегающих домов нет, есть национальные стандарты, и они очень быстро меняются.

Стандарт Франции 2006 года «Effinergie»:

  • «BBC-Effinergie» — максимальное энергопотребление —  50 кВт•ч/м² в год;
  • «Effinergie Rénovation»: (стандарт для реконструкции зданий) — до 80 кВт•ч/м² в год;
  • «Effinergie+» — до 40 кВт•ч/м² в год.

Стандарт Швейцарии «Minergie». Для новых домов энергопотери не могут превышать 38 кВт•ч/м² в год, для ремонта старого жилья – 60 кВт•ч/м².

Единственным согласованным нормативом всех стран остается германская трактовка пассивного дома – до 15 кВт•ч/м².Полное логическое завершение идея пассивного дома впервые получила в Дании и в Канаде. Здесь разработали и построили энергоактивные дома. Усредненное потребление энергии извне этих зданий отрицательное. Они сами вырабатывают избыточную энергию.

Дом в Торонто. Построен в рамках проекта EQuilibrium. Вырабатываемая энергия превышает потребности дома.

Рис. 1. Дом в Торонто. Построен в рамках проекта EQuilibrium. Вырабатываемая энергия превышает потребности дома.

В полной мере нельзя сказать, что дома из СИП–панелей соответствуют какому-либо стандарту. Это стандарты не для сборочных элементов, а для дома, как единого целого, но построить такие дома из СИП-панелей возможно.

sip-energy02

Рис. 2. Изменение требований немецких стандартов.

Первый шаг

С материалом, из которого будут изготовлены ограждающие конструкции, заказчик определился. Это будут СИП-панели.

Есть несколько не требующих финансовых вложений способов повысить энергосберегающие характеристики дома:

  • Плоскости дома на южной стороне должны иметь максимальную площадь. Южной стороной считается не юго-запад или юго-восток, а именно юг. Абсолютно не обязательно придерживаться концепции, что фасад здания должен быть параллелен линии улицы. Если у вас особняк, то сделать это еще проще.
  • Самый простой вариант строительства – двускатная крыша. Делать скаты одинаковыми не обязательно. Южный можно увеличить. Не важно, будут на кровле солнечные панели или нет. Поглощение тепла солнца будет максимальным.

Самый экономный дом в мире, построенный в Норвегии

Рис. 3. Самый экономный дом в мире, построенный в Норвегии.

На рис. 3 — самый экономный дом в мире. Построен в Норвегии. Потребление энергии в два раза меньше вырабатываемой зданием. Крыша односкатная и ориентирована на южную сторону.

  • Большие площади остекления не выгодны. Был период в истории архитектуры, когда увлекались огромными окнами. Стекло не может соперничать с утеплителем. В настоящее время архитекторы уменьшают площадь светопрозрачных конструкций. Разумное решение – разместить максимальное число окон на южной стороне.
  • При строительстве домов из СИП-панелей оконные и дверные проемы будут самыми слабыми участками. Многие мировые бренды производителей окон сертифицированы, как производители комплектующих для пассивного дома. Вариант дорогой, но окупающийся.
  • Нельзя рассматривать отопление, вентиляцию и кондиционирование, как деталь, которую можно приделать к любому дому. Для энергосбережения это фундаментальные понятия. Все это делается на стадии проектирования.

Проверка. Тест Blower Door

Заявления о постройке домов по канадской технологии лучше всего подтверждаются проверками  по канадской технологии. В России такой тест пока – экзотика, а в Канаде – обязанность. Дом, не выдержавший ее, дальше не строится. Тест прост и его принципы понятны любому строителю.

Тест Blower Door

Рис. 4. Тест Blower Door.

Схема теста:

  1. Загерметизировать вентиляционные, дымоходные и другие технологические отверстия;
  2. Создать пониженное или повышенное давление. Иногда для наглядности и фиксации мест утечек используют театральную дым-машину;
  3. Сбор и обработка данных о динамике процесса выравнивания давлений после отключения вентиляторов;
  4. В настоящее время тепловизор стал частью испытательного оборудования. При разнице давлений снаружи и внутри здания места утечек тепла становятся видны сразу.

Стандартная разница давлений при испытаниях – 50 Паскалей, это аналог ветровой нагрузки 10 м в сек. Обычно создается пониженное давление, и приточный воздух начинает просачиваться через любые неплотности.

В строительных нормах есть критерий – кратность воздухообмена. Суть этого показателя – сколько раз поменяется объем воздуха в помещении за 1 час при перепаде давлений в 50 Па. По стандартам Германии при естественной вентиляции – не больше 3 раз, при принудительной – не более 1.5. Российские стандарты: в первом случае 4 раза, во втором 2.

Основной функцией теста Blower Door является определение воздухопроницаемости конструкции и измерение кратности воздухообмена.

Единая система

Единая система

 

В современном строительстве  системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) рассматриваются, как единое целое. Есть технология, объединяющая эти процессы – воздушное отопление. Именно такой вариант отопления рекомендуют СНиП для каркасных домов. По сути дела это вентиляция воздухом заданной температуры и влажности в необходимых объемах.

В этой технологии есть и проблемы. Дешевые варианты таких систем схожи с обогревателем с открытой спиралью. В обывательской среде это называется «выгоранием кислорода». На самом деле это процесс выгорания микрочастиц органики и пыли, что тоже не очень приятно. Дорогие системы, оснащенные фильтрами, такого побочного эффекта не имеют.

В правильно построенном доме из СИП-панелей практически все утечки тепла будут связаны с утечкой и поступлением воздуха.

Неправильная вентиляция

В советских Гостах и СНиПах была интересная формулировка. Приточная вентиляция осуществляется за счет негерметичности окон и дверей. В переводе на нормальный язык: «в доме остались дырки». Все технологии энергосбережения стараются их ликвидировать и это правильно. Стандарты строительства в Канаде сегодня не предусматривают только естественной вентиляции.

По некоторым оценкам энергопотери в домах советской постройки достигают 600 кВт•ч/м²  в год. Это привычный и фантастический показатель.

Неправильность естественной вентиляции в доме из СИП-панелей, не в том, что она не будет работать, а в том, что она увеличивает эксплуатационные расходы.

Рекуперация

Схема рекуперации

Рис. 5. Схема рекуперации.

Схема рекуперации

Рис. 6. Схема рекуперации.

Это технология, позволяющая использовать тепловую энергию отходов. В случае вентиляции  отходы – выводимый воздух. В водоснабжении  отходы – канализационные стоки.

Основа всех систем рекуперации – теплообменник. Идеальный теплообменник со 100% КПД даст среднеарифметическое значение температур входящего и выходящего потоков. Без применения вентиляторов рекуперация не получится, но затраты на их работу не велики и полностью компенсируются.

В пассивных домах частью рекуператора становится земля. Температура грунта на глубине 3 метра соответствует среднегодовой. В Подмосковье это около 10 градусов тепла.

Рекуператор можно рассматривать как «усреднитель» температур входящего и выходящего воздуха.  Последний параметр обычно стабилен и равен +20. При -20 на улице и 100 % КПД рекуператор подогреет воздух до 0 градусов.  При грунтовом теплообменнике – до +15. Разница существенная.

Система рекуперации с грунтовым теплообменником

Рис. 7. Система рекуперации с грунтовым теплообменником.

Летом система с грунтовым теплообменником полностью способна заменить кондиционер.

Умная вентиляция

Средняя суточная потребность взрослого человека оценивается в 20 000 литров воздуха. Кроме этого есть еще много не менее важных норм: влажность, зависимость объемов вентиляции от назначения помещения, скорость воздухообмена.

Существующие санитарные и строительные нормы привязаны к трем критериям:

  • количеству квадратных метров;
  • назначению помещения;
  • числу людей, находящихся в помещении.

Очевидна нестабильность последнего фактора.

В настоящее время в США рассматривается другой подход.  Demand-Controlled Ventilation, DCV – вентиляция по потребности. Критерием для изменения объема вентиляции является содержание углекислого газа в воздухе. При отсутствии людей в помещении доля CO2 падает и объемы подачи воздуха можно уменьшить. Такой принцип можно использовать и для регулирования отопления.

Отопление

Парадоксально, но иногда самый дешевый энергоноситель может оказаться самым дорогим. В настоящее время при росте стоимости природного газа растет и стоимость его подключения.

При строительстве дома этот вопрос иногда становится главным. Абсолютно понятно, что платить за подключение сумму, эквивалентную стоимости электрического отопления за 10 лет, неразумно. Следует просчитать все альтернативные варианты. От торфа и дров, до теплового насоса. Хорошая телоизоляция дома из СИП-панелей здесь сыграет свою роль.

Итог

Все написанное здесь можно посчитать прихотями для богатых, но существует одно «но». В 2020 году Евросоюз планирует, что все вновь строящиеся дома будут «пассивными». Сейчас в Германии существует стандарт «трехлитровый дом». Подразумевается, что на отопление 1 кв. метра в год расходуется не более 3 литров жидкого топлива. Через пять лет этот показатель планируется уменьшить в 2 раза.

С 1 июля 2015 года в России вводится национальный стандарт – ГОСТ Р «Энергоэффективность зданий. Методика экономической оценки энергетических систем в зданиях». Оценка будет добровольной. Считается, что она станет одним из факторов, определяющих стоимость дома на рынке жилья. В Германии это работает.

По немецким оценкам, затраты на увеличение энергоэффективности увеличивают стоимость строительства на 10-15% и сокращают расходы на обслуживание на 60-70. Расходы в домах из СИП-панелей на утепление минимальны, 80 процентов объема строительных материалов  уже являются утеплителем.

Есть традиционные критерии для домов – прочность, долговечность и другие. Энергоэффективность – критерий тоже не новый, но в настоящее время он становится основным.