Как сделать из обычного дома энергоэффективный

Жил-был дом. Обычный дачный дом, каких в Подмосковье не счесть. Только повезло ему больше многих, потому что строили его трудолюбивые и рачительные хозяева. Здание возвели по каркасной технологии, с утеплением стен и кровли плитами минеральной ваты (толщина слоя — 150 и 200 мм соответственно). В нём имеется подвал, площадь первого этажа — 90 м², второй этаж мансардный. С севера к дому пристроили гараж. И хотя здание было возведено в 2001 году, когда многие инновационные строительные технологии ещё только-только стали появляться на российском рынке, хозяева смотрели в будущее и уже тогда помимо дровяного камина обзавелись геотермальным тепловым насосом с воздушной системой отопления.

Обычный дом можно превратить в энергоэффективный. Главное — правильно подобрать материалы и оборудование

Сегодня такие насосы всё ещё можно считать редкостью: очень уж трудно частный застройщик воспринимает что-то новое. Но владельцы дома, о котором мы пишем, за время эксплуатации теплового насоса в полной мере оценили эффективность работы данного оборудования. Несмотря на то что здание было неплохо утеплено, хозяева решили, что на нынешнем этапе оно не соответствует современным требованиям к теплозащите дома, а проще говоря — его можно сделать ещё более тёплым и, таким образом, затрачивать на отопление значительно меньше средств.

Сначала сняли обшивку, а затем смонтировали на старый каркас здания деревянные фермы и балки особой конструкции

Задумались владельцы и над тем, чтобы заменить потребляющий немало энергии тепловой насос более экономичным оборудованием. Вникнув в нюансы технологии возведения пассивных зданий, хозяева решили превратить обычный дом в энергоэффективный, максимально приближенный к пассивному. Напомним читателям, что главная особенность пассивного дома заключается в том, что для его обогрева требуется очень малое количество энергии (менее 10 % по сравнению с традиционным зданием). Это качественно утеплённый, герметичный и правильно ориентированный по сторонам света дом-термос. Благодаря грамотной теплоизоляции он не выпускает тепло наружу и при этом использует внутреннее тепловыделение бытовых приборов (компьютера, телевизора, чайника, холодильника и т. д.), электроламп, а также проживающих в здании людей. Неотъемлемой инженерной составляющей пассивного дома является система приточно-вытяжной вентиляции с высокоэффективной рекуперацией тепла.

Благодаря облегчённым деревянным фермам, жёстко связанным между собой раскосами, получился пространственный решётчатый каркас

Безопасность и домашняя автоматика
Как сделать резервную электрическую систему на даче и не бояться отключения света

ИНФОРМАЦИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ

Объект: двухэтажный жилой дом площадью 170 м².

Цель реконструкции: перевести обычный загородный дом, построенный в 2001 г. , в категорию энергоэффективных зданий с низким потреблением энергии на отопление. Удельный расход энергии за первый после реконструкции отопительный сезон составил около 45 кВт х ч/м².

Проведение реконструкции: компания НПО «Экватор».

Материалы и оборудование: деревянные сборные фермы и стропила, гидроветрозащитная плёнка, задувная эковата, энергосберегающие окна, рекуператор, водонагреватель, водяные тёплые полы, печь-камин.

Классический пассивный дом — это жилое строение без системы отопления, и потому одной из его основных составляющих является рекуператор системы вентиляции. В качестве резервного источника служит альтернативное отопление, помогающее комфортно жить в сильные морозы. Однако следует учесть, что в разных странах мира стандарты пассивного дома только формируются, и по поводу значения показателя энергоэффективности не существует единого мнения. Поскольку температура воздуха в системе вентиляции не должна превышать 50 °С (будет гореть пыль), то удельное потребление электроэнергии, идущей на обогрев здания с помощью рекуператора, имеет нижний предел, который, например, для Германии, где климат относительно мягкий, равен 15 кВт х ч/м2 за отопительный сезон. Но для такого же дома в средней полосе России расход, безусловно, будет существенно больше. Поэтому, я считаю, некорректно требовать от наших домов столь же низкого энергопотребления, как от европейских, а следует ввести обоснованные значения с учётом более суровых климатических условий. Так, в реконструированном нами здании удельное энергопотребление составило около 40 кВт х /м2 при температуре наружного воздуха не ниже –23 °С и поддержании её внутри помещений в пределах 18–20 °С.

Владимир Фриштер

НПО «ЭКВАТОР»

ЭТАПЫ РЕКОНСТРУКЦИИ

Решить задачу по превращению традиционного здания в энергоэффективное его владельцы смогли благодаря применению определённых конструктивных элементов и экологически чистого современного утеплителя. Реконструкцию начали с демонтажа наружной облицовки, то есть вентилируемого фасада — цементно-стружечных плит (с последующим оштукатуриванием), закреплённых на контробрешётке. Сняв обшивку, рабочие приступили к монтажу на старый каркас здания деревянных ферм и балок особой конструкции.

В традиционном деревянном каркасном доме применяются стойки 5 × 15 см. В данном случае дополнительно были использованы облегчённые фермы: две стойки 4 × 8 см, жёстко связанные между собой раскосами. В итоге получился пространственный решётчатый каркас шириной 25 см. Шаг ферм был задан стойками каркаса здания, которые расположены на расстоянии 60 см друг от друга. К каркасу прикрепили ветрозащитную плёнку, затем создали помогающую поддерживать плёнку диагональную обрешётку, а после к ней прибили бруски контробрешётки, чтобы предусмотреть вентиляционный зазор.

Затем смонтировали старые фасадные полотна (за исключением верхних секций). В верхней части стен в ветрозащитной плёнке прорезали отверстия под шланг и снизу вверх в образовавшиеся полости с помощью специального оборудования закачали целлюлозную вату (эковату) плотностью 60 кг/м3.

В ПАССИВНОМ ЗДАНИИ ЗАТРАТЫ НА ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ИЗОЛЯЦИЮ НЕ ДОЛЖНЫ ПРЕВЫШАТЬ ЗАТРАТЫ НА СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ СТАНДАРТНОГО ДОМА

Сделаем небольшую паузу в нашем повествовании о ходе работ и расскажем о материале, позволившем превратить традиционный дом в энергоэффективный. Эковата — это распушённое целлюлозное волокно с добавками антипиренов и антисептиков. В отличие от плитных утеплителей, материал закачивают в конструкцию стены, кровли или пола под давлением по шлангу с помощью выдувных машин (пневмотранспортом), и он полностью заполняет изолируемое пространство, создавая бесшовный теплоизоляционный контур. Поскольку нет швов (мостиков холода), теплосопротивление конструкций здания значительно повышается.

Эковата практически исключает усадку в процессе дальнейшей эксплуатации, если её плотность после закачивания составляет 50–60 кг/м3 (в отличие от некоторых других утеплителей). В ходе производства целлюлозные волокна пропитывают минеральными солями борной кислоты для придания пожаростойкости. В случае возгорания бораты окисляют и карбонизируют поверхность, образуя на ней тугоплавкий слой, защищающий материал от проникновения воздуха и огня. В ходе реконструкции дома теплоизоляцию стен за счёт эковаты увеличили на 250 мм, доведя общую толщину утеплителя до 400 мм. Далее перешли к дополнительному утеплению кровли. Эту работу можно было выполнять как изнутри здания, так и снаружи.

Чтобы не уменьшать высоту помещений второго этажа, выбрали наружное утепление. Сначала пришлось разобрать черепичную кровлю. К обрешётке прикрепили деревянные стойки высотой 30 см, а к ним — новые стропила. Затем уложили ветрозащитную плёнку, сделали обрешётку и контробрешётку и приступили к утеплению. Теплоизоляцию кровли увеличили на 300 мм, доведя общую толщину утеплителя до 500 мм. Завершили реконструкцию укладкой прежнего кровельного материала — черепицы. Над верандой кровлю не наращивали, лишь утеплили, поскольку прежде она не была теплоизолирована.

УСТРОЙСТВО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО КОНТУРА ДОМА УДЕШЕВЛЯЕТСЯ ЗА СЧЁТ ДОБАВЛЕНИЯ К ПЛИТАМ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ЭКОЛОГИЧНОГО ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО УТЕПЛИТЕЛЯ — ЭКОВАТЫ

Дополнительно утеплили и другие конструкции дома, в частности цоколь и часть отмостки. Каркас из ферм нависал на 30 см над отмосткой, и это пространство заполнили плитами экструдированного пенополистирола с последующим оштукатуриванием. Кроме того, была утеплена и остеклена веранда с южного фасада дома. В данном случае применили принципы «солнечной» архитектуры, согласно которым южную стену здания полностью остекляют. Такой конструктивный элемент пассивным образом использует энергию солнца: стеклянная стена нагревает веранду, и тёплый воздух благодаря системе рекуперации идёт на обогрев дома. Кстати, для остекления веранды в основном применили старые оконные конструкции с однокамерными стеклопакетами, стоявшие до реконструкции в доме. Приобрели лишь часть окон для веранды.

Все окна и наружные двери в доме заменили энергоэффективными конструкциями с трёхкамерными стеклопакетами толщиной 58 мм, заполненными аргоном. Когда общие строительные работы были закончены, занялись инженерными коммуникациями. Под перекрытием первого этажа провели систему водяного напольного отопления, которую подключили к водонагревателю объёмом 150 л и мощностью 1,5 кВт, работающему в автоматическом режиме по ночному тарифу. В качестве резервного источника обогрева установили новую дровяную печь-камин мощностью 8 кВт.

Для вентиляции дома в подвале смонтировали приточно-вытяжную установку с рекуперацией тепла, КПД до 92 % и плавно регулируемой производительностью до 420 м3/ч.

АПГРЕЙД: ИТОГИ

Если говорить о времени, потребовавшемся на выполнение работ, то можно привести следующие данные. Так, на полную реконструкцию одной стены дома (крепление ферм, обшивка, утепление эковатой) у рабочих уходило три дня. Около недели заняла реконструкция кровли. Ещё несколько дней — остекление южной стороны здания и замена оконных конструкций. Как видим, модернизация прошла достаточно быстро. Что касается финансовых затрат, то себестоимость утепления фасада составила 1500 руб. за 1 м² (в том числе материалы — 750 руб. за 1 м², работа — 750 руб. за 1 м²).За счёт увеличения толщины теплоизоляции стен и кровли с 15 до 40 см удалось повысить величину сопротивления теплопередаче в 3 раза.

У меня позитивное отношение к технологии строительства энергоэффективного дома по данной технологии. Теплозащитный контур получился массивным, установлены энергосберегающие оконные конструкции, особое внимание уделено созданию комфортного микроклимата. У эковаты есть ряд плюсов — бесшовность, плотное заполнение всего каркаса, отсутствие подрезов, стыков. Получается цельная конструкция. Есть тонкий момент — возможность усадки утеплителя, особенно при его небольшой плотности, но при грамотном проектировании дома эту особенность всегда учитывают. Усадка может происходить, если неправильно подобран состав материалов наружного контура или были нарушены правила эксплуатации дома. А рассуждать о том, какой утеплитель лучше — эковата или, например, минеральная вата, на мой взгляд, не совсем верно. Следует помнить, что плохих материалов нет — есть неправильные, ошибочные технические решения.

Александр Елохов

ИНСТИТУТ ПАССИВНОГО ДОМА

А теперь поговорим о фактической экономии. Если раньше тепловой насос, использовавшийся в холодное время года для обогрева дома, потреблял до 5 кВт/ч, то сейчас его заменил рекуператор и система водяного тёплого пола. Последняя работает от водонагревателя мощностью 1,5 кВт в ночном режиме (когда 1кВт/ч стоит о,92 рубля). Система запускается автоматически в 23 часа и в 7 часов выключается. За это время перекрытие прогревается до 25-35 °С, притом температура в помещении составляет 20-22 °С. Поскольку в доме есть второй свет, на верхнем этаже за счёт конвекции воздуха всегда тепло. Так что радиаторы или другие обогревательные приборы в коттедже отсутствуют. Когда за онком -20... -30 °С, система «теплый пол» работает круглосуточно. Но дом прекрасно сохраняет тепло, и общий расход получается небольшим, ведь такая температура в Московской области держится не дольше 3 недель.

Забор воздуха для вентиляции производится зимой из застеклённого помещения веранды, где в солнечную погоду воздух существенно нагревается даже в мороз. При проживании в доме двух человек вполне достаточен воздухообмен с кратностью 0,6. Так, в марте, когда на улице в течение дня было -6 °С, температура на веранде превышала +35 °С. Поэтому при температуре приточного воздуха около 0 °С можно вполне обходиться без отопления.

Немаловажную роль в обогреве помещений дома играют бытовые приборы: включённые телевизор, компьютер, кухонная плита, чайник, утюг заметно повышают температуру благодаря грамотно созданному тепловому контуру здания. Жизнеспособность дома проверялась и в экстремальных условиях. В январе при температуре -20...-25 °С произошла авария в поселковой электросети, которую устраняли пять дней. В этот период комфортную температуру в доме поддерживала резервная дровяная печь-камин. Кондиционеры для охлаждения помещений летом не устанавливали.

Благодаря низкой теплопроводности эковата не успевает нагреваться за день. Для поддержания комфортного микроклимата в доме в жаркий период достаточно ночного проветривания, что подтвердил опыт эксплуатации: при дневной температуре 35-38 °С в комнатах без кондиционирования воздуха сохранялась прохлада. Как видим, даже за сравнительно небольшую сумму можно сделать свой дом более комфортным, тёплым и соответствующим современным требованиям к энергосбережению.

ЦЕЛЛЮЛОЗНЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ

Эковата — уже неплохо известный отечественному застройщику материал. Его всё чаще используют в индивидуальном строительстве для утепления полов, междуэтажных и чердачных пе-
рекрытий, а также мансардных крыш.

Каковы его свойства?

Натуральные целлюлозные волокна, из которых состоит эковата, имеют хорошо смачиваемую поверхность и при определённых условиях способны поглотить излишнее количество влаги. При этом влага не заполняет воздушные поры, а по капиллярам волокон мигрирует к наружной поверхности, где и испаряется. Таким образом, нет необходимости в устройстве сплошной пароизоляции, а также появляется возможность эффективно изолировать бревенчатые и брусовые дома, сохраняя их способность дышать.

Антисептики в составе эковаты исключают появление грибка, плесени, насекомых и грызунов, защищая деревянные конструкции и повышая их долговечность. Эковату наносят с помощью мобильных установок напыления. Обычно сухой материал, распушённый в машине, с потоком воздуха подают в нужное место по гибкому шлангу. Она покрывает конструкцию сплошным ковром и проникает в щели.