Информационный обзор отечественной и зарубежной практики проектирования и строительства малоэтажных зданий

От домов с низким энергопотреблением (где за счет повышенной теплоизоляции достигается экономия затрат энергии) пассивный дом эволюционировал  в дом добавочной энергии и  даже в дом как источник доходов  – поистине чудеса энергосбережения! В данном случае установленные на доме модули солнечных батарей или  коллекторов производят больше энергии, чем расходуют. "Излишки" электричества  поступают в местную электросеть.

Энергоэффективные дома, по сути, становятся европейским стандартом. В ряд ключевых показателей, оцениваемых при выборе жилья, наравне с ценой квадратного метра, вошло удельное теплопотребление. Часто, для лучшего понимания, киловатты на квадратный метр в год переводят в цифры расхода топлива. Так, например, появился термин "трехлитровый" дом. На отопление 1 м2 площади такого дома расходуется всего 3 л жидкого топлива в год. Это в 2,5 раза меньше по сравнению с действующими в Германии нормами энергопотребления.

Энергоэффективные материалы и конструкции в действии

Как было отмечено выше, одним из фундаментальных принципов "пассивного дома" является использование  материалов и технологий, радикально сокращающих непродуктивные потери тепла через ограждающие конструкции (стены и кровлю). И приоритет  здесь отдается специально разработанным  и подобранным многокомпонентным  фасадным и кровельным системам, одними из важнейших компонентов которых  являются высокоэффективные теплоизоляционные  материалы.  

Для теплоизоляции  стен наиболее эффективными и долговечными признаны системы наружного утепления  здания. Это вентилируемые навесные фасады и системы фасадного утепления  со штукатурным слоем. На данный момент разработано немало фасадных систем на основе таких современных теплоизоляционных  материалов как каменная вата. В  России адоптация подобных систем происходит довольно успешно – достаточно лишь рассчитать необходимую толщину теплоизоляционного материала для конкретных климатических условий.

Но применение современных  систем фасадного утепления не решает полностью проблему теплопотерь. Как считают эксперты, наиболее слабым в этом смысле участком стены являются окна – на них приходится около 30-40% суммарных теплопотерь дома. Поэтому в концепции пассивного дома важное место занимает использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты. Современные светопрозрачные конструкции не только изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью (в первую очередь, ПВХ - поливинилхлорида), но и конструктивно устроены так, чтобы обеспечивать максимальную теплозащиту. Для этого предусмотрены герметичные стеклопакеты, не менее двух контуров уплотнений между рамой и створками, а также наличие воздушных камер в профилях, из которых собираются окна.

Надо отметить, для  использования в пассивных домах  в климатических условиях Германии вполне подходят пятикамерные системы с монтажной шириной профиля 70 мм, обладающие высокими показателями по тепло- и шумоизоляции. В таких оконных системах можно не только применять энергосберегающие стекла, чтобы достичь еще более высокой теплоизоляции, но и просто установить стеклопакет большей толщины (до 42 мм).

Не стоит забывать и о сокращении потерь тепла через  конструкции фундамента. Для этого  еще на этапе котлована предусматривается  создание непрерывного теплоизолирующего  контура, предотвращающего контакт  фундамента непосредственно с грунтом.

В потоке воздуха

Мы подошли к  такому важному аспекту, как обеспечение  воздухообмена с минимальными теплопотерями. По разным оценкам, от 30 до 70% потерь тепла приходится на традиционную для российских домов вытяжную вентиляцию. Непременным атрибутом пассивного дома является контролируемый воздухообмен, обеспечиваемый приточно-вытяжными устройствами с рекуператорами. Принудительная вентиляция позволяет возвратить до 90% тепла уходящего воздуха. Достигается это посредством установки теплообменника, где и происходит нагревание поступающего свежего воздуха теплом уходящего.

Современное оборудование, помимо рекуперации тепла, может  улучшать гигиенические характеристики воздуха – не только выполнять  обеззараживание и дезинфекцию, но и озонировать его. Кроме того, современные системы вентиляции, оснащенные автоматикой, регулируют температуру  и расход воздуха, переходят в  экономный режим работы в случае отсутствия людей в помещении  и пр.

Такое повышение  интеллектуального коэффициента пассивного дома сближает его с "умным домом", где автоматика регулирует работу всех инженерных систем в соответствии с  заданными параметрами, причем с  использованием дистанционного управления.

Контроль и регуляция

Пересечение концепций "пассивного" и "умного" дома происходит и в направлении регулирования  подачи тепла и горячей воды от нескольких источников. В частности, использование энергии солнца и  термальной энергии подземных источников.

В "умном доме" осуществляется автоматическая координация  работы различных источников тепла  и нагрузок. Наиболее часто на практике встречается комбинация отопительного  котла с солнечной тепловой установкой, которая служит обычно для приготовления  горячей воды для бытовых нужд. Задача регулирования такой системы  состоит в настройке регулирующих приборов с тем, чтобы в наибольшей мере использовать солнечное тепло. И только в том случае, когда  его недостаточно, включаются использующие дорогие источники тепла (газ  или мазут) отопительные котлы.

При этом у владельца  сохраняется возможность некоторого дистанционного управления, например, перед возвращением из отпуска по телефону перевести систему в  режим комфортного отопления.

Окна 

Окна в пассивном  доме работают как солнечные аккумуляторы – они «собирают» солнечную энергию, которая дальше обогревает пространства, находящиеся за окнами. Специальные  окна с высоким уровнем теплозащиты, тройным остеклением и коэффициентом  теплопередачи не выше 0,75 Вт/м2K, включая  рамы и поперечины оконного переплета, становятся источником значительной экономии солнечного тепла и характеризуются  очень малыми тепловыми потерями.

За последние годы изготовители оконной продукции  достигли значительных качественных изменений: пространство между стеклами заполняется  специальными газами, такими как аргон, а в отдельных случаях, криптон  или ксенон; а оконные рамы для  большей эффективности комбинируются  из различных теплоизолирующих материалов.

Специальное покрытие на стеклах пропускает коротковолновые  солнечные лучи, но служит защитой  от ненужных инфракрасных длинноволновых лучей, обеспечивая, таким образом, оптимальное накопление солнечного тепла.

При монтаже необходимо уделять особое внимание надлежащей установке оконных конструкций: например, обеспечить тщательную заделку  в теплоизоляционный слой, контролируя  при этом герметичное и плотное  присоединение на стыках.

Расположение  и направление  здания

Южное направление  главного фасада пассивного дома (отклонение от оси на 30% в западном или восточном  направлении возможно) обеспечивает наиболее оптимальное активное и  пассивное использование солнечной  энергии (поступление солнечного тепла). Основная проблема заключается в  сезонном несоответствии между количеством  необходимой и поступающей солнечной  энергии.

С большими оконными поверхностями (не больше 40% от общей  площади фасада), направленными на юг, не следует опасаться излишнего  накопления солнечной энергии в  летнее время, поскольку в наших  широтах солнце обходит южный  фасад здания стороной и только изредка  касается его на протяжении всего  дня. Таким образом, избыточное накопление энергии исключено, и климат в  помещении остается умеренным. Зимой  же окна, выходящие на южную сторону, обеспечивают существенный приток энергии  за счет повышенного солнечного воздействия.

В то же время, окна больших  размеров, выходящие на восток или  запад, невыгодны. Летом во время  восхода и захода солнца они будут  накапливать большое количество солнечной энергии, а зимой, когда  дни значительно короче, напротив не будут приносить достаточно энергии.

Оконные проемы с  северной стороны дома должны быть как можно меньше, т.к. окна с этой стороны всегда остаются в тени и  служат скорее источником потери тепла. Необходимым условием для получения  солнечной энергии в таких  условиях является усиленное остекление и высококачественные оконные рамы с коэффициентом теплопередачи  не менее 0,8 Вт/м2K.

Компактность  формы сооружения

Стандарты строительства  пассивного дома требуют определенного  соотношения A/V (площадь ограждающей  поверхности, или проще, «оболочки» здания делится на суммарный объем  помещений, в результате чего получаем коэффициент площади ограждающей  поверхности сооружения). Этот показатель должен быть как можно меньше. Цель этого расчета заключается в  том, что каждое здание в течение  отопительного сезона теряет через  свою внешнюю ограждающую поверхность  ценное тепло. В тоже время геометрически  компактные формы здания имеют самый  низкий показатель тепловых потерь, так  как большой внутренний объем  помещений ограничен минимальной  площадью внешней поверхности. Поэтому  любые выступающие архитектурные  конструкции, например, балконы, террасы, навесы, мансарды и т.п. необходимо, по возможности, избегать, так как  они увеличивают ограждающую  поверхность здания, при этом, почти  не увеличивая внутреннего объема дома – аналогично эффекту охлаждения в кулере через ребра охлаждения.

Благодаря более  низкому коэффициенту площади поверхности, дома рядовой застройки, а также  многоквартирные дома имеют преимущества перед обособленно стоящими частными домами на одну семью.

Термодм

Технология «термодом» используется в соответствии с отечественной нормативной базой, а живущие в таких зданиях люди чувствуют себя комфортно. Просто при их проектировании, строительстве и инженерном оснащении следует учесть, что высокие теплоизолирующие свойства их стен следует дополнить хорошей вентиляцией помещений. Впрочем, это правило относится не только к термодому, но и ко всем типам энергоэффективных домов с герметичными стенами и окнами.

Принцип строительства

Строят термодом так. Застройщик покупает пенополистирольные блоки заводского производства, которые представляют собой конструкцию из двух стенок, соединенных перемычками. При возведении стен на фундамент ряд за рядом устанавливают блоки. Специальные пазы и вы-ступы позволяют прочно стыковать их друг с другом. В пустоты между стенками укладывают арматуру и заливают монолитный бетон, формируя несущую конструкцию дома. При бетонировании не надо использовать добавки и вибрирование. На несущую часть стены опирают перекрытия, крышу и лестницы. Бетон известен своей долговечностью и прочностью: он выдерживает вес железобетонных перекрытий. Крьшу делают традиционным способом. 

Пустоты в блоке  расположены в вертикальном и  горизонтальном направлениях, и бетонная стена получается решетчатой. При высокой несущей способности она весит меньше кирпичной конструкции: около 360 кг/пог. м (причем масса пенополистирольной опалубки в стене — всего 3—4 кг). Общая толщина стены составляет 25 см, поэтому фундамент потребуется в два раза тоньше, чем для кирпичной.

Пластичность бетона и пенополистирола позволяет возводить стены криволинейных форм, реализовыватъ различные архитектурные решения, строить дома как по индивидуальным, так и по типовым проектам.

Пенополистирольные  стены термодома абсолютно гладкие. Фасад отделывают любыми отделочными материалами непосредственно по блокам. Поверхность не нужно выравнивать. Это позволяет экономить на объеме отделочного материала и трудозатратах. Если стену облицовывают кирпичом, под него заранее следует предусмотреть фундамент. Изнутри дом отделывают гипсокартоном или штукатурят по сетке, а затем наносят традиционную отделку. Каналы для проведения инженерных коммуникаций в соответствии с технологией закладывают в стены еще перед бетонированием.

Материалы для термодома:

• пенополистирольные блоки (4 шт. на 1 м2 стены);
• арматура A3 д. 10-12 мм (около 6 кг на 1 м2 стены);
• вязальная проволока;
• бетон (0,128 м3 на 1 м2 стены, готовят в бетономешалке или используют готовый).

Оценка экономичности  объемно-планировочных  решений. Технико-экономические  показатели 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Прежде всего земельный участок используется для размещения жилого дома, хозяйственных и других сооружений, а также для устройства сада, огорода и других целей. В современной отечественной и зарубежной строительной практике существует большое многообразие различных типов и видов земельных участков для индивидуального жилища. Каждый из них имеет отличительные особенности. Рассмотрим классификацию участков по основным типологическим признакам:

• по размеру;
• по форме;
• по блокировке;
• по месторасположению;
• по рельефу;
• по форме связи с окружающей средой;
• по степени экологической благоприятности;
• по степени освоенности.