В поисках душевного тепла

Значительная часть энергоресурсов тратится на отопление жилых помещений, поэтому в 70‑е годы впервые возникла идея энергоэффективного дома. То есть такого здания, которому требовалось бы минимальное количество топлива для поддержания комфортной температуры в помещениях.

К началу 90‑х принципы проектирования и строительства энергоэффективных домов обрели четкие очертания и наконец в Германии появились технические стандарты таких зданий. В 1991 году в Дармштадте был введен в эксплуатацию первый дом, который нуждался в рекордно малом количестве ресурсов на отопление: всего 1 л жидкого топлива в год на 1 кв. м обогреваемой площади. Опыт Германии быстро распространился на другие страны, и сегодня количество энергоэффективных зданий по всему миру исчисляется десятками тысяч. Можно ли построить такой дом в России?

Экономия не по карману

Российские власти озаботились вопросом экономии энергоресурсов сравнительно недавно. В 2009 году был принят Федеральный закон № 261‑ФЗ «Об энергосбережении», где была озвучена необходимость повысить энергоэффективность зданий. За несколько лет до этого появились новые строительные нормативы с более жесткими, чем ранее, требованиями к тепловой защите ограждающих конструкций домов (актуальная редакция таких нормативов – СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»).

В последние годы Минстрой России неоднократно повышал планку энергоэффективности для новых многоквартирных домов. Согласно приказу от апреля 2018 года, объем тепла, необходимый для отопления новых строящихся зданий, должен снизиться к январю 2028 года на 50%.

Кроме того, действует приказ Минстроя, в котором утверждены классы энергосбережения зданий в зависимости от расхода энергии: от А++ (самый высокий класс) до G (самый низкий). Согласно законодательству, все многоквартирные дома, которые вводятся в эксплуатацию, должны получать энергетический паспорт с указанием класса энергосбережения.

Новостройки массового сегмента обычно относятся к средним классам, D или С. А штучные жилые здания премиального сегмента, как правило, не поднимаются выше класса А.

Очевидно, что власти стремятся улучшить ситуацию с расходом энергии в многоквартирных домах. Однако на практике лишь немногие новостройки умеют ощутимо экономить энергию. А говорить об энергоэффективном многоэтажном жилье, сопоставимом с европейскими аналогами, вообще не приходится. И вряд ли в обозримом будущем ситуация кардинально изменится.

Ведь энергосбережение достижимо только за счет целого комплекса дорогостоящих конструктивных и инженерных решений. Львиная доля материалов и оборудования, необходимых для этого, поставляется из-за рубежа. Учитывая падение курса рубля, такая продукция оказывается совсем не бюджетной.

Дополнительные расходы невыгодны девелоперам, так как повышают цену квадратных метров. В то время как покупатели не готовы существенно переплачивать за квартиру, чтобы потом долгие годы экономить небольшие суммы на коммунальных платежах.

Власти надеются на улучшение ситуации, когда будет принят законопроект о льготах по налогу на недвижимость собственникам квартир в домах с повышенной энергоэффективностью. В Минстрое ожидают, что законопроект будет принят до конца 2018 года и простимулирует девелоперов строить более энергосберегающие дома. Правда, он не избавит девелоперов от других трудностей. Например, далеко не каждая управляющая компания имеет ресурсы для обслуживания многоэтажек, где применены энергосберегающие решения.

Иная ситуация с малоэтажным частным жильем. Здесь внедрение энергоэффективных технологий идет семимильными шагами. Это объясняется тем, что цены на энергоносители неуклонно повышаются и затраты на отопление все сильнее бьют по кошельку домовладельцев. Особенно когда нет возможности подвести к дому относительно дешевый магистральный газ: либо слишком дорого его подключить, либо рядом с поселком просто нет газовой магистрали. Тогда приходится использовать дорогие виды топлива – электричество, сжиженный газ, дизельное топливо. Поэтому многие застройщики еще на этапе проектирования дома продумывают меры, которые впоследствии позволят существенно экономить на отоплении.

Правда, остается дискуссионным вопрос: как быстро окупятся вложения в энергоэффективный дом? Ведь его стоимость как минимум на 15% больше, чем у обычного дома. Единого мнения здесь нет. Согласно расчетам проектных организаций, дополнительные затраты окупятся через 7–10 лет. Но некоторые специалисты считают, что этот срок значительно больше, сомневаясь в целесообразности таких затрат. И все же скепсис, как правило, уступает место энтузиазму: спрос на энергосберегающие технологии в малоэтажном домостроении растет.

Стремление к пассивности

Энергоэффективность дома оценивают по расходу тепловой энергии на его отопление за год. В обычном кирпичном здании из старого жилого фонда тепловая энергия потребляется на уровне 250–300 кВт·ч/кв. м в год. Сегодня в Европе к энергоэффективным относят здания с показателем менее 70 кВт·ч/кв. м в год. Причем различают дома с низким теплопотреблением – от 36 до 50 кВт·ч/кв. м в год, с ультранизким теплопотреблением – от 16 до 35 кВт·ч/кв. м в год, пассивные – с теплопотреблением, не превышающим 15 кВт·ч/кв. м в год, а также с нулевым теплопотреблением – они оснащены солнечными коллекторами и способны сами вырабатывать энергию для отопления.

Стандарт пассивного дома (Рassivhaus) является главным ориентиром для современного энергоэффективного строительства, в том числе практикуемого в России. Безусловно, показатель 15 кВт·ч/кв. м в год для нашей страны вряд ли достижим: слишком уж суровы российские зимы. Но приблизиться к нему вполне реально, по крайней мере, в малоэтажном здании. Разберемся, как это сделать.

Пора утепляться

Со строительной точки зрения энергоэффективный дом – это строение с герметичной теплозащитной оболочкой, «теплыми» окнами и продуманной системой приточно-вытяжной вентиляции. Основная задача, которая стоит при сооружении такого здания, – свести к минимуму потери тепла через ограждающие конструкции: наружные стены, крышу, фундамент, окна.

Хуже всего обстоят дела с наружными стенами и крышей: через них улетучивается 50–60% тепловой энергии. Поэтому необходимо добиться их максимальной теплозащиты (или, выражаясь техническим языком, максимально высокого сопротивления теплопередаче). А значит, нужно их утеплять. Теплоизоляционный материал – это ключевой элемент энергоэффективного здания.

Увы, столь любимые российскими застройщиками стены из кирпича, керамических, газобетонных блоков или клееного бруса не способны обеспечить достойную теплозащиту. Чтобы добиться энергоэффективности, их нужно дополнительно утеплять с наружной стороны, а потом уже закрывать той или иной фасадной отделкой.

В случае деревянного каркасного здания все проще: утеплитель изначально предусмотрен самим конструктивом стен. Независимо от того, из чего построен малоэтажный дом, его крыша, как правило, скатная и также утепленная.

Энергосберегающие свойства стен и крыши определяются тем, насколько эффективен примененный утеплитель (насколько низкий у него коэффициент теплопроводности) и какова толщина слоя теплоизоляции. Сегодня на рынке представлен широкий ряд утеплителей, но чаще всего применяют плиты из каменного или стеклянного волокна (минеральную вату) либо пенополистирола, обычного или экструдированного. Пенополистирол, особенно экструдированный, казалось бы, лучше минеральной ваты, ведь он обладает более низким коэффициентом теплопроводности. Но есть у пенополистирола и серьезный недостаток: это горючий материал. Минеральная вата при хороших теплозащитных свойствах относится к классу негорючих материалов и потому более востребована при утеплении стен и крыш.

Постепенно растет спрос и на новые теплоизоляционные материалы – эковату, PIR (утеплитель на основе пенополиизоцианурата), напыляемый пенополиуретан и другие.

Толщина необходимого слоя утепления зависит от конструкции здания и климатической зоны, где ведется строительство. Но общее правило простое: чем толще слой, тем энергоэффективнее дом. Например, в каркасном доме стены с теплоизоляцией из минваты толщиной 150 мм вписываются в российские строительные нормы для средней полосы России.

Но для энергоэффективного «каркасника» этого мало, рекомендуемая для него толщина изоляции – 250–300 мм. Для дополнительного утепления стен из газобетона – 150–200 мм. А для скатной крыши желателен волокнистый утеплитель толщиной не менее 300 мм.

Согласно стандарту пассивного дома, недостаточно просто утеплить стены и крышу качественным материалом большой толщины. Надо создать замкнутый теплоизоляционный контур здания. Что это означает? Прежде всего то, что обязательно требуется утеплять фундамент. Через него теряется в среднем 10–15% тепловой энергии здания, и нужно сберечь эту энергию.

Очень популярный в последнее время фундамент для энергоэффективных домов – утепленная шведская плита (УШП). Это монолитная армированная бетонная плита неглубокого заложения, в которой еще на этапе возведения размещены инженерные коммуникации и водяной теплый пол для обогрева первого этажа. Плита сооружается поверх теплоизоляции из экструдированного пенополистирола толщиной не менее 200 мм. Этот материал почти безальтернативен для утепления подземных конструкций, поскольку не впитывает воду, химически стоек и не гниет.

Фундаменты, выполненные по другим технологиям, также необходимо теплоизолировать. Если в доме предполагается неотапливаемый подвал или применен свайный фундамент, утепляют перекрытие первого этажа. Кроме того, замкнутый контур предполагает, что слои утепления крыши и стен, а также стен и фундамента соединяются друг с другом, образуя непрерывную оболочку. При этом важно не допустить даже минимальных разрывов и так называемых «мостиков холода» в местах стыков элементов, через которые происходит сквозное промерзание.

Но и таких мер недостаточно. Стандарт пассивного дома требует обеспечить полную герметичность, то есть воздухонепроницаемость ограждающих конструкций. По сути, дом нужно превратить в подобие термоса. Движения воздуха через оболочку здания быть не должно, чтобы избежать, во‑первых, утечек тепла из утеплителя, а во‑вторых, повреждения утеплителя и стенового материала из-за наружной влаги или водяного пара, стремящегося из внутренних помещений дома на улицу.

В каркасном здании герметичности добиваются за счет того, что утеплитель закрывают со стороны жилых помещений пароизоляцией, а со стороны улицы – ветрозащитой. Притом наилучший вариант пароизоляции – фольгированная пленка, способная отражать часть тепловой энергии обратно в помещение.

За окном не месяц май

Еще одна составляющая энергоэффективного дома – энергосберегающие окна. Обычные окна с однокамерными стеклопакетами теряют довольно много тепла. Поэтому отличительная черта энергосберегающего окна – двухкамерный стеклопакет (тройное остекление) толщиной не менее 36 мм.

Более того, на внутреннюю поверхность одного или двух его стекол нанесено специальное низкоэмиссионное покрытие, которое зимой служит экраном для отражения тепловой энергии от отопительных приборов обратно в помещение. Покрытие невидимо для человеческого глаза, но прекрасно пропускает через себя видимую часть солнечного спектра.

Стеклопакеты заполнены инертным газом, обычно аргоном: он замедляет передачу тепла на улицу. Дистанционная рамка, разделяющая стекла в конструкции стеклопакета, в энергосберегающем окне, как правило, тоже «теплая» – пластиковая. Ее теплопроводность меньше, чем традиционной алюминиевой, тем самым исключается промерзание стеклопакета.

Свой вклад в энергосбережение вносит и фурнитура. Качественная фурнитура обеспечивает плотное прилегание створок, и это тоже препятствует потерям тепла через окна. В итоге энергосберегающие окна позволяют экономить на 50% больше тепловой энергии, чем обычные.

Легкое дыхание

Жилье, построенное по стандарту пассивного дома, максимально герметичное, воздухонепроницаемое. Чем же дышать в нем? Воздухом, который поступает через систему вентиляции. Ее обязательно следует предусматривать в таком здании. Причем это должна быть принудительная приточно-вытяжная вентиляция, организованная с помощью специального оборудования. Тогда свежий воздух будет гарантированно поступать в гостиные, детские, спальные комнаты, рабочий кабинет. А отработанный воздух будет отводиться из кухни и санузлов за пределы здания.

Правда, есть нюансы. С осени до весны свежий воздух, попадающий в жилые помещения, холодный, и его нужно подогревать, а это дополнительные затраты. Вместе с тем уходящий наружу отработанный воздух нагретый, и с ним теряется до 15% тепла из дома. Поэтому в энергоэффективном здании устраивают принудительную вентиляцию с рекуперацией тепла.

Рекуператор – прибор, имеющий теплообменник, в котором воздух, поступающий с улицы, подогревается отработанным воздухом из помещения. Подобная система очень эффективна, позволяет вернуть от 75% до 95% тепла из воздуха, уходящего в вытяжку. Помимо этого, она дает возможность частично отапливать дом с помощью нагретого свежего воздуха.

С видом на юг

Малоэтажный энергоэффективный дом – это еще и продуманный архитектурный проект в сочетании с привязкой к участку. По возможности такой дом делают компактным и простым по форме, чтобы уменьшить теплопотери.

Поскольку много тепла уходит через оконные проемы, здание проектируют и располагают так, чтобы как можно больше его окон было обращено на юг. Тогда тепловое излучение солнца будет восполнять потерю тепла из дома, нагревая воздух в помещении. К тому же в комнатах будет больше света, что позволит тратить меньше электричества.

Можно увеличить площадь остекления за счет мансардных окон, встроенных в скатную крышу. При этом, конечно, не забывая о мерах по защите от избыточного солнца летом: к примеру, устанавливая на окна рольставни.

На северном фасаде, напротив, площадь остекления сводят к минимуму. Кроме того, предусматривают буферные зоны между отапливаемыми помещениями и холодным воздухом с улицы: тамбуры, гаражи, кладовки и т. п.

В Европе энергоэффективный дом немыслим без альтернативных источников отопления и электроэнергии. Постепенно подобная практика приходит и в Россию. Малоэтажные здания все чаще обогревают с помощью геотермальных тепловых насосов, «отбирающих» тепло у земли. На глубине ниже 6 метров грунт всегда имеет положительную температуру. Она равна среднегодовой температуре воздуха в данной местности. Съем тепла происходит за счет закопанного в землю трубопровода, по которому циркулирует теплоноситель: он нагревается и подает тепло в установку, а она передает его в систему отопления. На каждый потребляемый 1 кВт электрической энергии насос выдает от 2 до 6 кВт тепловой.

Дополнительно получать тепло для нагрева воды в системе отопления можно за счет солнечных коллекторов, располагаемых, как правило, на крыше. В последние годы такие коллекторы успешно применяют не только в южных, но и в центральных регионах России. Ведь эти установки способны вырабатывать тепловую энергию даже в пасмурные дни.

Еще одним источником тепла в доме может стать теплоаккумулирующий камин, который благодаря ряду конструктивных решений отапливает помещение спустя долгое время после того, как в его топке прогорели дрова. Впрочем, в энергоэффективном здании вполне бюджетным оказывается даже традиционное отопление с использованием электрического котла. Тем более в случае двух- или трехтарифной системы начисления оплаты.

Альтернативным источником электроэнергии выступают солнечные панели, которые преобразуют солнечную энергию в электрическую. А задача по снижению ее расхода решается за счет использования энерго-сберегающих ламп и бытовой техники с низким энергопотреблением.

Конечно, число энергоэффективных домов в России пока невелико. Но цены на энергоносители все выше, а тренд на энергосбережение все популярнее, поэтому можно однозначно утверждать: за энергоэффективными домами будущее.