Пирог стены пассивного дома

Обновлено: 14.05.2024

Как сделать что-то самому, своими руками - сайт домашнего мастера

В соответствии с современными теплотехническими нормами, толщина однородной кирпичной стены должна превышать 1,8-2 метра, а бетонной – 2,5-3 метра. Толщина стен из сплошной древесины должна составлять не менее 40-45 см. Понятно, что мало найдется охотников возводить подобную цитадель на загородном участке. Либо нужно озаботиться качественным утеплением. И только газосиликатные, пенобетонные и поризованные керамические блоки позволяют, в принципе, возводить дома с однослойными стенами в соответствии с нынешними строительными стандартами. Поговорим об этих материалах поподробнее.

КИРПИЧНЫЕ СТЕНЫ

Кирпичные стены долго нагреваются и медленно остывают, сохраняя в доме прохладу летом и тепло зимой.

Полнотелый глиняный кирпич – прочный, надежный и долговечный материал, но вот по части теплоизоляции не дотягивает до действующих нормативных требований. Здесь необходимо внести ясность. В соответствии с современными строительными правилами и нормами термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции, определяемое как отношение коэффициента теплопроводности стенового материала к толщине стены в метрах, должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче. Способность удерживать тепло и противостоять холоду зависит от климатических условий района (температуры наиболее холодной пятидневки и других параметров).

Для Московского региона сопротивление теплопередаче находится в пределах 3,1-3,2 м • °С/Вт (температура наиболее холодной пятидневки составляет -26 °C, наиболее холодных суток -32 °C). Обыкновенный кирпич плотностью 1700-1800 кг/ м 3 имеет коэффициент теплопроводности 0,6-0,7 Вт/м.

Нетрудно посчитать, что для достижения нормативной планки нужно строить не дом, а крепость со стенами двухметровой толщины.

Положение не спасают и условно-эффективные пустотные (плотность 1400-1600 кг/м 3 , коэффициент теплопроводности 0,35-0,5 Вт/м • °C) кирпичи. Теплоизоляционная способность таких изделий недостаточно высока, чтобы обеспечить сбережение тепла на разумных условиях.

Самый простой и надежный способ сделать кирпичный дом теплым – утеплить его снаружи.

ПОРИЗОВАННЫЕ БЛОКИ

Другое дело – поризованные изделия, то есть эффективные камни-блоки (плотность менее 1100 кг/мЗ, коэффициент теплопроводности 0,18-0,25 Вт/м • °C). Керамический гигант – блок размером 510×250 x219 мм- заменяет 14 обычных кирпичей. А по части энергосбережения большие блоки – настоящие сокровища. В плане теплоизоляции они конкурируют с такими «теплыми» материалами, как пенобетонные и газобетонные блоки. Высокие теплотехнические показатели продукции этого класса достигаются за счет замкнутых воздушных пор, а также особой структуры материала с пустотами в форме сот. Лабиринты извилистых перегородок создают серьезные препятствия «убегающему» теплу.

При кладке керамических камней раствор затекает в пустоты и тем самым создает мостики холода. Чтобы этого не случилось, перед нанесением раствора ряды кладки покрывают полимерной сеткой.

Стены толщиной 510 мм, то есть в один блок, отвечают современным энергосберегающим концепциям. Дом достаточно оштукатурить снаружи особым «теплым» раствором. Но обычно хозяева идут дальше и монтируют фасадную систему утепления по мокрому типу. В результате стены отлично сохраняют тепло. Расходы на отопление дома минимальны. Если позаботиться об установке современных энергосберегающих окон и монтаже современной отопительной системы, то достаточно будет лишь рассеянной тепловой энергии земли и солнца (тандем тепловой насос плюс солнечный коллектор), чтобы поддерживать в доме благоприятный температурно-влажностный режим.

ЯЧЕИСТЫЙ БЕТОН

Как известно, бетон хорошо проводит тепло, поэтому он не очень хорош для стен загородного дома.

Но положение кардинально меняется, когда бетонная масса наполняется воздухом – эталонным теплоизолятором. В результате получается превосходный стеновой материал – ячеистый бетон. Это термин собирательный, объединяющий мелкопористые строительные материалы на основе минерального вяжущего (извести, цемента). К ним относятся газобетоны, газосилика-ты, пенобетоны и пеносиликаты, из которых производят искусственные камни (блоки). Силикаты и бетоны различаются процентным соотношением цемента, извести и кварцевого песка. В самостоятельную категорию выделяют полистиролбетон.

Структура перечисленных материалов образована мельчайшими воздушными порами (ячейками), которые придают продукции из ячеистого бетона высокую теплоизоляционную способность и сравнительно небольшую объемную массу. Стены, возведенные по технологии однорядной блочной кладки, не требуют дополнительного утепления. С деревом «воздушный» стройматериал роднят близкие теплотехнические показатели.

Ячеистый бетон, как и древесина, хорошо обрабатывается. Блоки разрезают ручным инструментом. В экологическом плане стеновые материалы этого класса также близки к древесине, но, в отличие от натурального дерева, они не горят (за исключением полистиролбетона) и не реагируют на изменение температуры и влажности.

ГАЗОБЕТОН И ГАЗОСИЛИКАТ

Газобетонные и газосиликатные блоки заслужили превосходную репутацию. Это теплый, в меру прочный, аккуратный, удобный в работе материал. Кладка из крупноразмерных модулей растет не по дням, а по часам, особенно если здание имеет простую форму. При этом используют специальный минеральный клей. Толщина швов составляет всего 1-3 мм (при кладке на традиционном цементно-песчаном растворе – 12-15 мм), благодаря чему значительно повышается теплоизоляционная способность стен. Заметим, что «толстые» кладочные швы представляют собой не что иное, как типичные мостики холода. Из-за них тепло-потери возрастают на 20 % и более. Мало того, точная геометрия газобетонных блоков положительно влияет на сроки и качество отделочных работ. Газобетонная продукция славится хорошей паропроницаемостью, что благотворно влияет на микроклимат в доме. Однако подобный «оздоровительный» эффект возможен, только если и отделка выполнена из паропроницаемых материалов.

В состав газобетона входят известь, цемент, песок и вода. Роль газообразователя играет алюминиевая пудра. Известь и алюминий вступают в химическую реакцию, и выделяющийся при этом газ образует множество пор-ячеек. Полуфабрикат твердеет и набирает прочность в автоклавной камере (повышенное давление плюс температура 190 °C), что исключает образование трещин и других дефектов, а также минимизирует усадку и освобождает материал от внутренних напряжений.

ПЕНОБЕТОН

Стоимость квадратного метра стены из газобетонных блоков ниже, чем у аналогичной конструкции из кирпича или бруса.

Тем не менее, есть еще более доступный материал — пенобетон, который почти в два с половиной раза дешевле своего газового «собрата». Теоретически пенобетон – полноправный аналог газобетонной продукции.

Материал обладает достаточной прочностью и хорошо сохраняет тепло, но при условии изготовления по всем правилам. К сожалению, это требование выполняется не всегда. Производством пенобетонных блоков в основном занимаются предприятия среднего и малого бизнеса. Установку по производству пенобетонной массы можно использовать прямо на строительной площадке. Так поступают, когда возводят стены методом колодцевой кладки и заливают пенобетон внутрь кирпичной ограждающей конструкции. Для получения мелкопористой структуры используются особые вещества – пенообразователи. Это преимущественно органические соединения с ограниченным сроком хранения.

Применение продуктов с разной способностью к образованию пены приводит к расплывчатости технических характеристик конечного продукта. Твердение пеноблоков обычно происходит в естественных условиях. Процесс протекает неравномерно, вызывая усадочные деформации. Технологические несовершенства негативно сказываются на свойствах материала. К геометрии блоков также возникают претензии. Качественный пенобетон выглядит вполне прилично, но этого недостаточно, чтобы отказаться от цементно-песчаного раствора при кладке стен.

Определение требуемой плотности, класса прочности и коэффициента теплопроводности бетона производится на основании конструктивного и теплотехнического расчета. Он учитывает планировочную схему дома,

Словом, на сокращение теплопотерь через швы рассчитывать не приходится.

ПОЛИСТИРОЛБЕТОН

Применение полистиролбетонных блоков позволяет построить по-настоящему теплый и уютный дом за несколько месяцев. Одно изделие с размерами 300 х 380 х 588 мм имеет такой же объем, что и 34 стандартных кирпича. Правда, одному поднять такой блок затруднительно. Самый легкий модуль плотностью D300 весит 20,1 кг (самый тяжелый, плотностью D600 – 40,2 кг). Но все равно это гораздо легче, чем кирпичный эквивалент (более 100 кг).

Ячеистая структура полистиролбетона образуется за счет специально обработанных полистирольных гранул. Полимерные «зернышки» на 90 % состоят из воздуха. Воздушные пузырьки обеспечивают полистиролбетону самые высокие среди ячеистых бетонов показатели по теплосбережению (коэффициент теплопроводности составляет 0,084-0,145 Вт/м 2 *°С). К тому же это наполнение обладает водоотталкивающей способностью, что повышает водостойкость материала в целом. Полистиролбетон удобен в работе, неприхотлив в эксплуатации, долговечен. Правда, ему свойственны те же недостатки, что и пенобетонным блокам. Линейные погрешности и шершавая поверхность не позволяют применять при кладке стен минеральный клей. Зато шероховатые стены – отличная основа для нанесения штукатурки.

КАРКАСНЫЙ ДОМ

Отдельно стоит сказать о каркасных домах.

Они – самые доступные по цене. При этом теплые, экономичные, возводятся быстро, не дают усадки. Стены современного каркасного дома представляют собой этакий «слоеный пирог».

Для придания большей жесткости каркасной конструкции с внешней стороны устанавливают ориентированно-стружечные плиты (ОСП). Пространство между стойками каркаса заполняют теплоизоляционным материалом, преимущественно минераловатными плитами.

Дома, построенные по классической каркасной технологии, получаются достаточно теплыми. Теплоизоляционная способность у каркасных стен с утеплителем толщиной 200 мм в несколько раз выше, чем у ограждающих конструкций из традиционных стеновых материалов. Тем не менее их нельзя назвать энергосберегающими. У каркасных домов есть одна «слабинка» – существенная разница между теплопроводностью утеплителя и деревянных элементов конструкции. Чтобы перекрыть потенциальные «мостики холода», в роли которых выступают стойки и ригели, прибегают к утеплению фасадов. Вместе с тем можно пойти другим путем, позволяющим построить исключительно теплый, прочный, надежный и долговечный каркасный дом.

Речь идет о конструктивной схеме двойного объемного каркаса, которая обеспечивает строению стопроцентное повышение запаса прочности и уровня энергосбережения. Конструктивная схема двойного объемного каркаса состоит из двух рядов смещенных друг относительно друга стоек и ригелей (в шахматном порядке). При этом теплоизоляция внешнего ряда перекрывает внутренние деревянные элементы, полностью предотвращая самые незначительные утечки тепла.

Редакция проекта « Загородное Обозрение »

197022 , Санкт-Петербург , Большой пр. П.С., 83

Связь с разработчиком сайта: it@zagorod.spb.ru

Загородное обозрение

Без затрат на отопление

«Не может быть!» — воскликнет недоверчивый читатель. Может. Появились новые стеновые материалы, современные качественные утеплители, эффективная инженерия, и стало возможным не только снизить расходы на отопление дома до нулевой отметки, но и генерировать энергию! Такой дом называется уже «активным», однако предмет нашего рассмотрения — пассивные дома, которые иногда называют также энергоэффективными.

Вполне естественно, что идея такого дома возникла не в России, где экономия энергии не привилась до сих пор, а в западных странах, хотя единых стандартов пассивных домов нет и там. Едина лишь решаемая задача: дом, не требующий затрат на отопление, или с минимумом затрат.

Решается эта задача прежде всего за счет конструктивных особенностей постройки. Эффективное утепление, отсутствие мостиков холода в материалах и узлах примыканий, герметичность, геометрия здания и ориентация по сторонам света, зонирование помещений позволяют снизить теплопотери до минимума или вообще до нуля. Кроме того, большую роль играет система приточно-вытяжной вентиляции: если она смонтирована неправильно, потери тепла достигают 20–25%. Поэтому в системе вентиляции необходимы рекуператоры, обеспечивающие экономию энергии на нагрев холодного приточного воздуха за счет использования тепла удаляемого наружу теплого. В идеале пассивный дом должен обогреваться за счет тепла бытовых приборов и биотепла жильцов. Дополнительный обогрев, в случае нужды, обеспечивается не с помощью котла, а посредством, допустим, теплового насоса или солнечных водонагревателей.

С точки зрения энергопотребления пассивный дом — весьма эффективен, поскольку исключает разорительные расходы на отопление. Однако тут же возникают опасения относительно экологической безопасности и комфортного проживания: если дом герметичен, то в нем наверняка трудно дышать. И кислорода будет не хватать, и влажность окажется повышенной, и грибки с бактериями станут активно размножаться…

Все эти страхи напрасные. Если дом выстроен профессионально, с соблюдением всех стандартов и нормативов, то никаких грибков не будет и в помине. Грамотный строитель устроит гидро-, тепло- и пароизоляцию так, что стена будет гарантированно сухой, а правильно устроенная система вентиляции и кондиционирования обеспечит помещения свежим воздухом.

Показателем энергоэффективности объекта служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или за отопительный период. Обычно потери составляют 100–120 кВт·ч/м². В России энергосберегающей считается постройка, потери тепла в которой ниже 40 кВт·ч/м². В европейских странах установлен показатель примерно 10 кВт·ч/м².

Стены пассивного дома

В пассивном доме особое внимание уделяется устройству стен, кровли и фундамента. Именно через эти конструкции (плюс дверные и оконные проемы) теряется львиная доля тепла.

Стены пассивного дома могут быть из разных материалов — все дело в технологии возведения.

В случае деревянных стен для уменьшения тепловых потерь можно наращивать толщину: увеличивать диаметр бревна, сечение бруса и т. п. При достаточной толщине материала дополнительная теплоизоляция стене уже не потребуется, если, конечно, тепло не будет уходить через мостики холода. Чтобы исключить такие теплопотери, применяют специальные способы рубки бревенчатых срубов, а также утепляют те элементы стеновой конструкции, через которые может проникнуть холод. Стена из бруса не будет пропускать тепло, если обеспечено плотное примыкание стеновых элементов за счет профилирования и высокоточной обработкой брусьев. Еще надежнее в этом отношении клееный брус, который не претерпевает усадки, сохраняя первоначальную геометрию в течение всего срока эксплуатации, что, конечно же, положительно сказывается на теплотехнических характеристиках стеновой конструкции.

Но очень толстые деревянные стены существенно удорожают строительство, поэтому для повышения энергоэффективности используют современные утеплители, а также паро- и ветроизоляционные мембраны. При этом ухудшаются экологические характеристики постройки. Абсолютно экологична лишь скандинавская ветрозащитная плита «Изоплат», изготовленная из перемолотой древесины хвойных пород без применения клея и других химических связующих. По теплостойкости плита толщиной 25 мм равноценна 90 мм массива древесины; такая обшивка плотно облегает деревянные стены, утепляет и защищает от продувания. Ветрозащитная плита «Изоплат» разработана специально для северного влажного климата и необычайно популярна в Скандинавских странах и Германии, где используется для наружного утепления не только деревянных, но и каменных домов.

Пассивный дом можно создать и на базе каркасных стен. Необходимо правильно устроить стеновой «слоеный пирог». В него обязательно входит утеплитель, чаще всего минераловатный — экологически безопасный эффективный теплоизолятор. Внутри стеновой конструкции находятся также гидроизоляционные пленки, пароизоляционные мембраны; кроме того, нередко используют специальные теплоизоляционные фасадные материалы и системы. Один из них — упомянутая выше ветрозащитная плита «Изоплат», которая утепляет конструкцию и перекрывает мостики холода по стойкам каркаса. Благодаря высокой паропроницаемости плиты каркас и утеплитель остаются сухими в течение всего срока службы. При использовании в качестве утеплителя льняных матов или целлюлозной эковаты не требуется сплошная пароизоляция — такая стена «дышит», как деревянная. Стены, устроенные по всем правилам, очень теплые, а постройка после закрытия теплового контура представляет собой своеобразный термос, из которого тепло практически не уходит наружу.

Разновидность каркасно-панельных — дома, выстроенные по SIP-технологии, из панелей, изготовленных в заводских условиях. Их теплоизоляционные свойства очень высоки, необходимо лишь при монтаже тщательно теплоизолировать места стыков.

Пассивные дома могут быть из ячеистых бетонов: пено- и газобетона. За счет газовых пузырьков в массиве эти материалы являются очень эффективными теплоизоляторами, а специальные способы монтажа — пазогребневая система соединения блоков и применение клеев вместо цементного раствора — дополнительно повышают теплотехнические характеристики стен. Если использовать еще и эффективный утеплитель, то пассивный дом гарантирован.

Кровля, окна, двери

В пассивном доме чердак должен быть теплым, а это значит, что кровлю необходимо утеплять, с тем чтобы кровельный пирог минимально пропускал тепло или вовсе не пропускал. Ведь если подкровельное помещение отапливается, вследствие разницы температур воздуха снаружи и внутри может образоваться конденсат, тогда утеплитель намокнет и потеряет эффективность. Вот почему одним из важнейших элементов кровельной конструкции является вентилируемый зазор между утеплителем и кровельным покрытием. На кровле применяются также антиконденсатные гидроизоляционные пленки, диффузионные и супердиффузионные паропроницаемые мембраны. Функции таких пленок и мембран выполняет и кровельная плита «Изоплат», дополнительно утепляющая кровлю (особенно по деревянным стропилам), и обеспечивающая высокую звукоизоляцию, что актуально для мансард.

Оконные и дверные проемы также требуют внимания при создании пассивного дома. Места примыканий оконных блоков к стенам тщательно утепляются и герметизируются, а стеклопакеты выбираются с двойным или тройным остеклением и заполнением пространства между стеклами инертным газом. Такие окна, как правило, снабжены, системой микропроветривания, доводчиками и другими техническими приспособлениями, уменьшающими потери тепла.

Не менее актуально и утепление дверей. Металлическая дверь — надежная защита от непрошеных гостей, но, в отличие от деревянной, добиться ее высокой тепло- и звукоизоляции гораздо сложнее ввиду высокой теплопроводности и плотности металла. Чаще всего в качестве теплозвукоизоляционных материалов используют пенополистирол, пенополиуретан, минеральную и каменную вату. Теплоизоляции помещения способствует также уплотнитель, который еще защищает от проникновения пыли и приглушает звонкие удары полотна дверного блока о коробку.

Помимо всего перечисленного, энергопассивность в значительной степени обеспечивает комплекс инженерных систем дома. Но об этом в другой публикации.

Слово экспертам

Пентти Коскенранта, директор фабрики Ikihirsi:

Для меня энергоэффективный дом может быть только деревянным. По проведенным исследованиям, на обогрев деревянных стен толщиной от 180 мм затрачивается всего лишь около 10% всей энергии, потребляемой домом. На фабрике деревянных домов Ikihirsi производятся дома из клееного бруса и клееного бревна разной толщины, и российским клиентам мы рекомендуем строить дома из клееного бруса сечением не менее 180 мм: это оптимально для наших стран, где продолжительность холодного периода полгода. Деревянные стены сами по себе хороший теплоизолятор и помогают поддерживать ровную температуру внутри дома. А еще стены из клееного бруса отличаются тепловой инерцией, и современные способы производства позволяют максимально использовать эту волшебную особенность дерева. Деревянные стены нагревают воздух внутри помещений за счет накопленной энергии и естественным образом фильтруют его от пыли и углекислого газа.

Слово экспертам

Александр Новожилов, коммерческий директор ООО «Гарус»:

У SIP-технологии высокий потенциал в сфере строительства энергоэффективных домов. Дома из SIP очень теплые и сохраняют тепло, как термос. Для достижения таких же показателей кирпичная стена должна быть в 15 раз толще SIP-панели. При одинаковой толщине стена из SIP более чем в 1,5 раза теплее каркасной стены, утепленной минватой. Причем, в отличие от каркаса, дом, построенный по SIP-технологии, не изменит свойства со временем. Если сделать все профессионально, установить энергосберегающие окна и двери, то основные затраты в SIP-доме пойдут на обогрев свежего воздуха для вентиляции помещений, что, по современным нормативам, составляет лишь 10–15% общего объема теплопотерь, которые можно снизить при помощи рекупиратора.

Слово экспертам

Валентина Кутузова, директор ООО «Экоплат»:

Эффективную и экономичную внутреннюю отделку дома с дополнительной теплоизоляцией обеспечивают тепло- и звукоизоляционные декоративные стеновые и потолочные панели «Изотекс». Они изготавливаются по финской технологии из размолотой древесины хвойных пород без добавления клея. По теплоизоляционным свойствам эти абсолютно экологически безопасные панели толщиной 12 мм сопоставимы с массивом древесины толщиной 44 мм, а их высокие звукоизоляционные характеристики гарантируют акустический комфорт в помещении. Панели «Изотекс» в своем классе отличаются максимальной шириной (58 см), система крепления «шип — паз» перекрывает «мостики звука» и обеспечивает идеальную стыковку панелей и ровную поверхность. Кроме того, «Изотекс» регулирует влажность в помещении, за счет высокой теплоемкости решает проблему холодных углов, обеспечивает прохладу в летний зной и комфортную температуру прохладным вечером.

Здесь мы продолжаем наш рассказ об энергоэффектинвных дома, и готовы теперь подробнее остановиться на способах сохранения энергии в доме. (Для тех не был с нами сначала, поясним, что с определением «пассивный дом» и основными его принципами мы разобрались в первой статье.)

Архитектурные приемы

Благодаря выверенным планировочным решениям обеспечивается:

Снижение площади ограждающих конструкций. Это сокращает потери тепла, происходящие даже через хорошо утепленные стены.
Аккумулирование материалами дома тепла от зимних солнечных лучей, проникающих через максимально ориентированные к солнцу окна.
Ограждение дома от перегрева благодаря снижению количества лучей, проникающих от летнего солнца.
Устройство в доме теплых и холодных зон. Это позволяет избежать излишнего обогрева в тех помещениях, где от не требуется.

Такие архитектурные решения могут быть использованы при проектировании. При этом они эффективны, но не повышают себестоимость строительства и доступны всем желающим.

Компактность дома

Индивидуальный пассивный дом характеризуется коэффициентом компактности, не превышающим 0,6. Он представляет собой отношение площади всех ограждающих конструкций к суммарному внутреннему объему дома. Этот коэффициент будет тем ниже, чем меньше периметр, меньше в плане дома эркеров, ниш, западаний и выступов, чем ближе форма к квадрату. То же самое касается кровли. Лучше плоскую и простую форму предпочесть сложной. К тому же большой внутренний объем снижает коэффициент компактности в сравнении с относительно небольшим домом. Это объясняет выгоду строительства пассивного дома, подходящего для проживания двух семей.

Световая ориентированность

Южную сторону (отклонение допустимо в пределах 30°) преимущественно планируют под жилую часть дома, в которой необходимы свет и тепло. Окна в таких помещениях обычно большие. Их площадь – до 70% от общей площади остекления дома. Но от площади южных фасадов они должны составлять не более 40%. В холодный период эти помещения будут дополнительно прогреваться лучами низкого зимнего солнца. Затенение южного фасада зимой недопустимо. Но это поможет избежать перегрева летом. Так над южными окнами устраивают козырьки, балконы или большие кровельные свесы.

Окна на западе и востоке не должны превышать 30% от общедомового остекления. Если их площадь будет велика, в помещениях будет слишком жарко летом и недостаточно тепло зимой. С северной стороны обычно окна отсутствуют. По этой стене располагают бытовые помещения, не нуждающиеся в обогреве.

Буферные зоны

Так называют неотапливаемый пристрой к дому, который обогревается от стен здания и предотвращает теплопотери. Северную стену можно защитить от остывания, расположив по ней гараж, холодную кладовую или тамбур. С южной – монтируют зимний сад так, чтобы он аккумулировал зимнюю солнечную энергию массивной фронтальной стеной и полом. Летом такое помещение затеняется. Площадь этих помещений может составлять около 20% от общей и при этом вовсе не отапливаться.

Устройство стены Тромба

Эта стена выполнена для поглощения дневной солнечной энергии со стороны южного фасада дома и её распространения в ночное время. В классическом понимании стена Тромба выполняется массивной. Толщина стен в каркасном доме, выполненных по этой технологии, составляет 20-40 см. Перед ней на расстоянии от 15 см и более монтируется многокамерный стеклопакет, желательно с энегосберегающим стеклом. Благодаря воздушной прослойке, нагрев стены усиливается, а стекло препятствует отдаче тепла наружу. Стена эффективно аккумулирует тело. При падении температуры внутри помещения, стена начинает медленно отдавать тепло. По сути стена Тромба является круглогодичным эффективным прибором для обогрева. Если воздушная прослойка имеет толщину 40 см, то стена прогреется за 6-8 часов, а тепло будет отдавать всю ночь. Присутствие такой конструкции в пассивном доме не обязательно, но очень предпочтительно.

Энергосберегающий участок

Не все земельные наделы подходят для возведения пассивного жилья. Подойдут наделы, на которых отсутствует затенение южной стороны постройками, на которых можно ориентировать на юг жилые комнаты. Участки, расположенные по северным склонам или вершине холма, не подойдут. В первом случае южное солнце будет обогревать не в полной мере, во втором – ветер увеличит теплоотдачу кровли и стен.

На юге лучше вовсе обойтись без деревьев или ограничится их лиственными видами. На востоке и западе можно высаживать деревья любых пород. С севера же стоит предпочесть хвойные ветрозащитные породы и хозяйственные постройки.

Грамотное архитектурное планирование способно на 30-50% сократить теплопотребление. Добиться более впечатляющих результатов помогут профильные строительные методики.

При возведении пассивных домов решается задача обеспечения эффективной герметизации и утепления.

Тепловая изоляция

В пассивном доме тепловая изоляция ограждающих конструкций должна превышать нормативную для нашей страны в два-три раза. Так при строительстве в наиболее холодной зоне нормативное сопротивление теплопередаче для наружных стен требуется в 2,8 м2*К/Вт, тогда как для пассивного дома этот показатель составит 6,6 м2*К/Вт. С практической точки зрения слой утеплителя толщиной в 10 см требуется заменить тремя такими же слоями общей толщиной 30 см если вы строите дом из классических каменных материалов.

Герметизируем все

Тотальное стремление к герметизации позволяет исключить теплопотери через швы и щели. Но при этом нужно позаботиться об отсутствии конденсации внутри конструкции капель влаги, приводящих к их разрушению и потере теплосберегающих свойств. Герметичной и теплоизоляционной оболочкой обволакивается весь отапливаемый объем дома в том числе кровля, пол и стены. Должны быть полностью исключены все мостики холода, щели, расслоения утеплителя. Особое внимание уделяется утеплению выступающих в плане элементов, к примеру, эркера.

Теплые окна

Требования высоки не только к самим светопрозрачным конструкциям, но и к качеству монтажа. Сопротивление теплопередаче окон для пассивного дома не должно быть больше 1,5 м2*К/Вт, то есть окно должно иметь коэффициент теплопередачи не более 0,75 Вт/м2. Нормативное сопротивление в Украине имеет значение не более 0,6 м2*К/Вт. Для исключения образования мостиков холода по периметру окна, его монтируют в одной плоскости со слоем утеплителя, а не с конструктивом стены.

Энергоэффективные конструкции и материалы

Стены

Материалы для конструктива дома могут быть любыми. Это и легкий бетон, газобетон, керамические блоки, кирпич, каркасные панели или дерево. Но задавшись целью аккумуляции тепловой энергии и её последующего применения, следует предпочесть массивные конструкции. Такие мероприятия, как массивный пол, устройство в южных комнатах кирпичных стен, а также стена Тромба, позволят сделать более эффективным и каркасные коттеджи.

Самые известные пассивные дома, а также дома нулевого и положительного энергопотребления построены именно по каркасной технологии! Одному из таких домов мы посвятили отдельную статью.

Кровля

Кровля предпочтительная простой формы или плоская - в этом случае теплопотери будут ниже.

Фундамент

Наиболее энергоэффективным типом фундамента является сплошная плита. Именно она станет основанием для массива пола, который будет аккумулировать энергию. Утеплять такой фундамент следует наружным способом, при котором утеплитель укладывают по всей площади между грунтом и плитой. Этот слой доводят до утеплителя цоколя, тем самым превращая тепловую изоляцию в непрерывную оболочку. Если же в доме предусмотрен фундамент ленточного типа, то потребуются более сложные и дорогие технологии по созданию непрерывной теплоизоляции.

Если отделку пола первого этажа выполнить с помощью керамогранитных плит, то он будет аккумулировать тепло.

Что касается дерева, используемого в строительстве, то оно должно быть хорошо высушенным. Это позволит избежать возникновения щелей в процессе эксплуатации. Такие щели нарушают замкнутость контура изоляции.

Качественная изоляция

В технологии теплоизоляционных, монтажных и герметизирующих работ часто применяются всевозможные пленки, накладки, пробки, вкладыши и изоленты. При этом важно иметь добросовестных и квалифицированных рабочих даже для выполнения простых операций. Так тепло- и пароизоляция в каркасном доме – это не только увеличение толщины изолирующего слоя, но и тщательное отношение ко всем мелким деталям и щелям. Если их не закрыть, энергоэффективность снизится за счет увеличения теплопотерь. Если же строительство ведется на высоком качественном уровне с использованием грамотных архитектурных решений и энергоэффективной вентиляции, количество потребляемой домом энергии может снизится на 80-90%.

Мы используем в проектировании, производстве и монтаже наших каркасных домов основополагающие правила энергоэффективного строительства, разработанные Институтом Пассивного Дома, с 2017. Об это свидетельствует сертификат, размещенный ниже, выданный директору компании Профикаркас Кудиненко Николаю.

Благодаря такому подходу, наши каркасные дома более теплые и долговечные, даже если они не являются пассивными.

И все-таки это еще не все! Современные инженерные разработки помогают сохранить тепло или использовать его с минимальными финансовыми тратами. О них пойдет рассказ в нашей последней статье цикла: переходить по ссылке, чтобы познакомиться ближе.

Многие страны признали, насколько эффективенпассивный дом, своими руками сооруженный или с помощью специалистов.

Проектировщики разработали и ввели в эксплуатацию здания с минимальным потреблением энергии за счет устройства особых окон, фундаментов, новых технологий во многих строительных решениях.

Они входят в проектирование жилых многоквартирных сооружений, коттеджей и таунхаусов, общественных строений.

В чем сущность проектирования пассивной постройки

Главной задачей пассивного строительства является сбережение средств застройщика на обогрев сооружения в течение всего года.

В замыслах проектировщиков лежала идея совсем не пользоваться дополнительными нагревательными источниками, но суровые сибирские морозы позволяют только мечтать о таких возможностях, зато можно сократить отопительный сезон.

В холодных районах используют инфракрасные обогреватели не больших мощностей, которым характерно низкое энергопотребление.

Пассивность достигается разработчиками за счет теплоизоляционных, конструкционных материалов.

Примером служит полистиролбетон, применяемый в стеновых блоках, изготавливаемый на объекте в специальных установках последовательным смешиванием:

воды
цемента
древесной смолы
пенополистирольных химических элементов, состоящих из воздушных шариков заключенных в твердое вещество, прилипающих друг к другу с равномерным распределением

Сколько проектировщиков столько и предложений, инженеры спорят в выборе материалов для возведения стен, предлагают основное внимание уделять изоляции, а коробку возводить из более устойчивых контрагентов. Создают пассивный дом идеи многих архитекторов.

По каким параметрам и технологиям разработаны строения

Малое энергопотребление это основное направление, строящих пассивный дом, технологии подобных сооружений позволили сделать акцент на выборе параметров:

разворачивать фасад на юг с максимальным использованием солнечной энергии как пассивного источника с полным отсутствием затененных участков, чтобы предоставить зданию большие возможности утепления
герметизировать по возможности все уязвимые площади
создать воздушную рекуперацию, сокращая потери теплых потоков с помощью вентиляционной системы
правильно выбрать оконные блоки, ориентировать их на выполнение функций по сохранению и получению солнечного тепла
достигнуть минимального суточного остывания комнат при минусовой температуре за стенами здания
выполнять нагревание водных ресурсов, применяя солнечные коллекторы или тепловой насос
использовать для подогревов грунтовый теплообменник
ликвидировать холодные мостики
осуществить компактную постройку, соответствующую для применения подобного отопления
учесть, что затратность на пассивное строительство превышает цены обычного дома, но снижает вредоносные выбросы

Цена увеличивается за счет повышенной сложности в проектировании, но это не останавливает интерес потребителей застроек.

Что входит в проектную документацию

Каждая инновация технологических процессов, требует дополнительных затрат на исследования для выбора наиболее оптимальных вариантов из множественных предложений и инженерских споров.

Пока что, документация состоит из основных составляющих:

архитекторского проекта в соответствии с законодательными нормами
согласно статистическим расчетам представляют соображения по армированию сооружения
размещают на чертежах инженерные сети
составляют смету на расход материалов с начала и до конца постройки

Солнечные батареи на крыше пассивного дома

На помощь инновационному строительству приходят интегрированные разработки, с абсолютной согласованностью всех, участвующих в общем проектировании.

От этого зависит и насколько эффективно будет увеличена или снижена отапливаемая площадь, которая потребляет солнечную энергию, ее архитектурные особенности.

Подсобные помещения в расчет не входят, основное внимание уделено полезным площадям.

Проектировщики останавливаются на оптимальном решении в строительстве ориентируя дом по географическому полюсу вместо магнитного. Фасад располагают большей частью на южную сторону, возможны небольшие отклонения в стороны западные или восточные.

Буферной зоне определены хозяйственные помещения, которые размещают на севере постройки, туда же помещают и кухню, этими манипуляциями снижают отопительную нагрузку в холодный период.

Инженеры строители производят расчеты коэффициентов, имеющих значение:

теплоизоляционное
инфильтрационное
воздухообменное
стеновое, половое, потолочное тепловое сопротивление
нагрузочных коллекторных и отопительных

Имеет важное значение твердая теплоизоляция фундаментных периметров, наружных подвальных стеновых площадей.

В доме полностью рассчитывают необходимость в количестве окон и их стекольных слоев в независимости от их расположения.

Выбор конструктивных элементов

Для пассивного дома важны все конструкции, составляющие его:

площади стен
кровельный пирог
фундаментная основа
окна
двери

Материал для стен выбирают различный, важно правильно возвести их. Для древесных сооружений уменьшают потерю тепла с помощью наращивания их толщины, увеличивая диаметр, сечение элементов.

Толстые брусья помогут не производить действия по дополнительной теплоизоляции, если вовремя уничтожить холодные мостики. В этом используют сборку бревенчатых срубов, наиболее пригодных для пассивных зданий.

Применяется изоляция в тех участках, которые уязвимы в проникновении холодных воздушных струй.

Не проходит тепло через стеновые элементы с плотным примыканием, если брусья профилированы и высокоточно обработаны. Используют наиболее пригодные в данном случае клееные детали, они не испытывают усадочных признаков, соблюдая первоначальность геометрических размеров на протяжении всего времени существования с положительными теплотехническими характеристиками.

Недостатком служит дороговизна естественного материала, поэтому энергоэффективность увеличивают с помощью современных утеплителей, ветроизоляционных мембран.

Чтобы не ухудшать экологию в использование подходят плиты, произведенные из хвойной древесины, предварительно перемолотой, благодаря своему связующему свойству сюда не добавляют клеевых и химических веществ.

Такими плитами утепляют здания со стенами из различных стройматериалов. В пассивных строениях возводят коробку в виде правильного слоеного пирога.

теплоизоляторов минераловатных
пленки гидроизоляционной
мембраны пароизоляционной
фасадных и системных изоляторов

Если применяют для утепления маты изо льна, целлюлозную эковату, экономят на сплошной изоляции, а стены приобретают свойства дышать наподобие деревянных. Грамотно построенные стеновые поверхности, надежно защищенные от проникновения наружного холода, с предохранением по всему тепловому контуру, образуют термосный эффект, в котором тепло не покидает помещения, для этого просто нет возможности.

Широкое применение получили каркасно-панельные постройки с высокими теплоизоляционными свойствами, если умелые строители заделали стыковочные места.

Как самая доступная в ценовом вопросе является стройка из материалов газо- и пенобетонов. Сам материал представляет собой теплоизолятор. Использование специальных клеящих составов для блочной стыковки, позволяет улучшать стеновую тепловую характеристику.

Наибольшая пассивность зданий достигается от применения новейших утеплителей, выходящих в продажу и обновляющихся ежегодно.

Проемы в стенах и кровельный пирог

Крыша на каждом строении представляет собой и называется строителями кровельным пирогом.

Его устраивают с особенной тщательностью, чтобы тепло не покидало дом через чердачные перекрытия, образуют условия,для невозможности возникновения намокания утеплителей, от образовывавшихся конденсатов.

Создают все необходимые для кровли свойства в конструкции, с наличием вентилируемого зазора между слоями утеплителей и черепицей или другим, покрывающим крышу материалом.

Используют антиконденсантную пленку, диффузионную мембрану, они кроме сохранности тепла еще играют звукоизоляционную роль.

Каждый мастер знает, насколько важны правильно подобранные и установленные дверные и оконные блоки. Места соприкосновений конструкций с поверхностями проемов, проходят герметизацию с установкой утепляющих элементов.

Производители выпускают окна с несколькими стеклопакетами, пространство между ними заполняется инертными газами. Современные окна имеют систему, позволяющую проветривать помещение не охлаждая комнаты.

К дверям разработчики отнеслись с не меньшей внимательностью. Даже надежные конструктивно металлические сооружения, но обладающие высокой теплопроводностью оснащают пенополистирольными, пенополиуретанными, минеральными утеплителями, которые надежно предохраняют здание от холодов, звуков и чужаков.

Использование пассивной солнечной энергии совместно с новыми технологиями

Солнечные лучи используют для обогрева помещений через окна, применяют эффектный способ, сооружая стену Тромба. Эту поверхность выполняют из плотных материалов, способных хорошо поглощать солнечный обогрев и окрашивают в темный цвет.

Конструкцию располагают на некотором расстоянии от остекленной части, между этими участками происходит циркуляция воздушных потоков, образуя конвективную отопительную петлю.

Широкое применение получили устроенные в домах солярии, которые эффектно используются с встроенными скользящими дверными блоками.

Пассивные дома стали реальностью в нашей жизни, их дальнейшее развитие предстоит в будущем, а на широкое использование надеются конструкторы строительной инженерии.

Реальный дом по технологии пассивного домостроения — на видео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Можно ли построить энергоэффективный дом в российских реалиях (и стоит ли)?

В жизненном цикле здания стартовые вложения при строительстве — только вершина айсберга. После возведения дома последуют многолетние траты на электрическую и тепловую энергию, текущие ремонты и т.д. Можно ли сразу сделать все «по максимуму», чтобы потом платить намного меньше или не платить совсем? Архитекторы всего мира уверяют, что можно: с каждым годом строится все больше энергосберегающих домов.

Критерий: Мерой энергоэффективности принято считать удельный расход тепловой энергии на отопление за отопительный период в кВт час/кв.м. Но для дома с круглогодичным проживанием надо бы рассматривать не только отопительный период, но и весь год с учетом затрат энергии на кондиционирование / охлаждение воздуха в жару.

Кто определяет стандарты эффективности домов
В середине 1990-х в немецком городе Дармштадт был основан Институт пассивного дома. Его экспертам принадлежат основные разработки в сфере строительства энергоэффективных зданий. Они же определили и стандарт, согласно которому теплопотери на таких объектах не должны превышать 15 – 25 кВт час на 1 кв.м отапливаемой площади в год. Например, для обычного кирпичного дома нормой считается 200 – 300 кВт в час на «квадрат».

Добиться показателей энергоэффективного дома одним лишь качеством теплоизоляции невозможно. Пассивный дом отличается от обычного всем: особые требования предъявляются к его конструктивным особенностям, качеству окон и дверей, инженерному оснащению. Например, вместо традиционных источников энергоснабжения предлагается использовать альтернативные: солнечные батареи или же системы, которые черпают тепло из недр земли. Есть немало экспериментальных проектов, в которых эти идеи в той или иной степени реализованы.

Пять ключевых принципов в концепции пассивного дома:

1. Надежная теплоизоляция
Хорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и приятную прохладу летом.

2. Особое внимание — окнам
Окна для энергоэффективного дома должны соответствовать двум условиям. Во-первых, это максимально высокое сопротивление теплопередаче. Такое возможно при использовании низкоэмиссионных стекол, « теплых » дистанционных рамок и заполнении межстекольного пространства в стеклопакетах инертными газами (аргон и криптон), применении многокамерных ПВХ-профилей.

Во-вторых, грамотное расположение. Поскольку окна являются каналами как потерь тепла, так и поступления, рекомендуется ставить их на южном фасаде здания, а на северном свести площадь остекления к минимуму. Посмотрите на схему выше: именно так должен падать свет в пассивном доме.

3. Вентиляция с рекуперацией
Системы вентиляции в пассивном доме обеспечивают энергоэффективность благодаря рекуперации тепла.

4. Воздухонепроницаемость
Пассивные дома проектируются герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. Это позволяет увеличить энергоэффективность и минимизировать сквозняки и повреждения ограждающих конструкций из-за излишней влаги.

Да, про « дыхание дерева » в плане вентиляции в таких домах лучше забыть.

5. Проектирование без тепловых мостов
Предотвращение тепловых мостов, слабых мест в оболочке здания способствует равномерному распределению температуры, исключает разрушения из-за влаги и улучшает энергоэффективность.

Все пять принципов можно измерить количественно, и часто эти цифры в несколько раз превосходят требования современных норм для массового строительства.

Если говорить об удельных величинах потерь тепла на единицу площади или объема здания, то лучший вариант энергосберегающего дома — это шар: у него минимальное соотношение площади оболочки к объему. К тому же построить его можно из вполне доступных материалов.

Другой хороший вариант для энергоэффективного дома — возвести его в форме куба. Отсутствие наружных углов и выступов на фасаде позволяет минимизировать теплопотери даже в условиях сурового климата.

Пример с фото: энергоэффективный дом построен в Новосибирске и мало соответствует традиционным представлениям о жилье в условиях местного резко континентального климата . Однако по-европейски плоская крыша и панорамные окна в пол хорошо вписались в сибирский климат.

«Разуклонку кровли мы не делали, — рассказывает хозяин дома, — зато крышу сделали с заниженным парапетом, образующим углубление 40 см при норме в метр. Поэтому, несмотря на двух с половиной метровые сугробы вокруг дома, ветер выдувает снег с плоской крыши. В результате плиты перекрытия не перегружаются снегом». Кровля дома хорошо утеплена: кровельный пирог состоит из слоя пароизоляции, утеплителя (экструдированного полистирола толщиной 200 мм) и гидроизоляции из полимерной мембраны

О ПРОЕКТЕ С ФОТО…
Личный опыт: Энергоэффективный дом в Новосибирске

Пример с фото: личный дом архитектора Ольги Макаровой в Новой Москве построен с элементами пассивного дома . Он возведен из кирпича, внутри утеплитель Rockwool , по фасаду — облицовочный кирпич. «Из-за того, что есть расстояние между кирпичом и утеплителем, дом получился очень теплым», — рассказывает мама хозяйки. Кроме того, дом правильно ориентирован по солнцу. А с текла со светоотражающей пленкой задерживают часть УФ-лучей и при этом сохраняют тепло

Пример с фото: энергоэффективный дом в Подмосковье, где вместо привычных бетонных или деревянных стен — стекла, а на первом этаже нет ни единого обогревателя, кроме теплого пола. И при этом в доме (по словам хозяев) никогда не бывает холодно. Все дело в усиленных стеклопакетах толщиной 40 мм и закаленном стекле триплекс, из которого изготовлены порталы. Внутри — энергосберегающий слой, на полу — керамогранит, отличный теплопроводник. Поэтому помещение прогревается очень быстро

Пассивный дом в 16 этажей — так тоже можно?
Чаще всего энергосберегающие технологии используют в частных домах. А можно ли сделать пассивным многоэтажный жилой дом? Да, можно. Но сразу оговоримся: смысл есть только для тех, кто платит за тепло « по индивидуальному счетчику» и понимает цену экономии. Если в вашей квитанции отопление рассчитывается по нормативам — нет смысла даже поднимать вопрос на собрании собственников.

Во что выльется переделка обычного дома в энергоэффективный? Чтобы понять, с чем именно придется бороться, давайте разберемся с потерями. Куда именно расходуется тепло из обычного многоэтажного жилого дом?

Автор схемы теплопотерь и теплопоступлений на фото выше — заведующий кафедрой « Городское строительство и хозяйство » одного из сибирских вузов, строительный эксперт. На примере конкретного жилого дома он показывает, сколько тепла теряется через окна и стены, сколько (почти половина общих потерь) — на подогреве вентиляционного воздуха в нормативном объеме, каковы солнечные и бытовые теплопоступления (в сумме они компенсируют потери через стены). Дом построен по нормам второго этапа по энергосбережению в соответствии с градусо-сутками отопительного периода (ГСОП) Омска. Горячее водоснабжение и потребление электроэнергии здесь не учтены.

А диаграммы слева взяты из статьи руководителя Центра энергосбережения и эффективного использования нетрадиционных источников энергии в строительном комплексе Москвы ГУП « НИИМосстрой » , доктора технических наук Г.П. Васильева.

Здесь изображена структура тепловых и энергетических потерь современного серийного жилого дома П-44. После повышения уровня сопротивления теплопередаче стен до 3 – 4 кв.м град/Вт и окон до 0,5 – 0,6 кв.м град/Вт основной ресурс энергосбережения связан не с дальнейшим утеплением оболочки здания, а с инженерными системами — вентиляции и горячего водоснабжения. Речь идет об утилизации тепла вытяжного воздуха и канализационных стоков.

Получается, даже типовая многоэтажка может приблизиться к пассивному дому. Достаточно просто снизить теплопотери. Как это сделать?

Снижение теплопотерь за счет вентиляции
Есть заблуждение: дескать, снизить вентиляционные тепловые потери можно только за счет теплообмена между приточным и удаляемым воздухом с помощью пластинчатых или роторных рекуператоров. Это не так.

Существует адаптивная вентиляция по реальной потребности, где эффект экономии построен на том, что реально жилые помещения заселены далеко не всегда (люди уходят на работу, дети в школу и т.д.). В пустующих помещениях можно снизить расчетный воздухообмен в разы — без ущерба для качества воздуха.

На фото: автоматическая вытяжная решетка фирмы « Аэрэко » с индикаторами присутствия человека

Делается это автоматически при постоянном мониторинге индикаторов присутствия людей в помещении (концентрация углекислого газа, летучих органических соединений, паров воды, ИК-излучения от людей). Так можно добиться экономии 30 – 50% тепла, уходящего в вытяжку. Правда, оставшийся воздух уйдет в атмосферу, будучи комнатной температуры.

Максимальный результат дает сочетание двух энергосберегающих технологий в одном приборе. С помощью датчиков углекислого газа и датчиков присутствия / движения в жилых комнатах можно снижать общий уровень вентилирования в суточном режиме, а потом использовать традиционный рекуператор (на фото — рекуператор DXR фирмы « Аэрэко » ).

КПД теплообменника системы DXR составляет 82%, а расход воздуха снижается до 50% (учет заселенности помещений). Суммарный эффект по энергосбережению достигает 92%.

Читайте также: