Энергоэффективный дом

Введение

Строительная индустрия  стремительно развивается и основной упор сегодня ставится на наращивание  энергоэффективности зданий. После  энергетического кризиса, разразившегося в 70-х годах, за рубежом серьезно задумались о разработке систем, направленных на улучшение теплозащиты эксплуатируемых  зданий. Этот процесс продолжается до сих пор, вырабатывая новые  требования к теплоизолирующим материалам, ужесточая нормативы теплопроницаемости и прочие параметры.

 

О надежной теплоизоляции  зданий серьезно задумались потому, что  она направлена на решения ряда практических задач, а именно рост уровня комфортности, сокращение расхода топливных ресурсов, улучшение тепло- и звукоизоляции, а также уменьшение эксплуатационных расходов. Помимо теплоизоляции, для  того, чтобы обеспечить энергоэффективность  дома, нужно применять специфические  инженерные решения вентиляционных и тепловых систем.

 

Опыт эксплуатации различных  сооружений позволяет развивать  концепцию энергосберегающего дома. Изучая факторы, влияющие на энергоэффективность  здания, можно отметить, что при  эксплуатации обычного многоэтажного  здания, больше всего тепла теряется через стены (до 40%), немного меньше, а именно, 18%, - через окна и крышу, через вентиляцию теряется около 14%. Тепла и через подвал - 10%.

 

Пассивный дом, энергоэффективный дом 

 

Экодом (нем. Passivhaus, англ. passive house) — это сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление  — в среднем около 10 % от удельной энергии на единицу объёма, потребляемой большинством современных зданий. В большинстве цивилизованных стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома.

В настоящее время растут цены на энергоносители и, как следствие, растет цена на электричество и тепло. Вопрос эксплуатационных затрат на жилье  стоит достаточно остро. Обычно, показателем  энергоэффективности объекта служит количество энергии (Киловатт - часов) на квадратный метр. В среднем эта  величина составляет 100-120 КВт*ч/м². Энергоэффективным считается здание, где этот показатель ниже 40 КВт*ч/м².Для европейских стран этот показатель еще ниже - порядка 10 КВт*ч/м².

Достигается снижение потребления  энергии в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания. Архитектурная  концепция пассивного дома базируется на принципах: компактности, качественного  и максимально эффективного утепления, отсутствия мостиков холода в материалах и узлах примыканий, правильной геометрии  здания, зонировании, ориентации по сторонам света. Из активных методов в пассивном  доме обязательным является использование  системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией.

В идеале, пассивный дом  должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание  комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми и бытовыми приборами. При необходимости дополнительного «активного» обогрева, желательным является использование альтернативных источников энергии. Горячее водоснабжение также может осуществляется за счёт установок возобновляемой энергии: тепловых насосов или солнечных водонагревателей. Решать проблему охлаждения/кондиционирования здания также предполагается за счет соответствующего архитектурного решения, а в случае необходимости дополнительного охлаждения - за счет альтернативных источников энергии, например, геотермального теплового насоса.

Более точное определение  пассивного дома такое: пассивный дом - это дом, который не потребляет энергию на отопления при температуре 0 °С. Чтобы достичь этого необходимо осуществить такие мероприятия  в доме: 
* сильно утеплить стены дома; 
* осуществить теплую конструкцию фундамента; 
* сделать необычное крепление окон; 
* установить двойные стеклопакеты; 
* провести основательную теплоизоляцию крыши; 
* оборудовать приточно-вытяжную механическую вентиляцию 
  с рекуперацией тепла и системой подземных воздуховодов. 
В результате существенно уменьшатся потери тепла зимой и нагрев дома летом.  Воздух в доме будет постоянно иметь влажность 50%, температура + 20 °С круглый год. Воздух будет без пыльцы и других примесей, насыщен кислородом – соответствовать норме EU 7.

Конструкция пассивного дома

Для строительства, как правило, выбираются экологически корректные материалы, часто традиционные — дерево, камень, кирпич. В последнее время часто строят пассивные дома из продуктов рециклизации неорганического мусора — бетона, стекла и металла. В Германии построены специальные заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий.

 Теплоизоляция

Ограждающие конструкции (стены, окна, крыши, пол) стандартных домов  имеют довольно большой коэффициент  теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, тепло-потери обыкновенного  кирпичного здания — 250—350 кВт·ч с м² отапливаемой площади в год.

Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию  всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется несколько слоёв теплоизоляции — внутренняя и внешняя. Это позволяет одновременно не выпускать тепло из дома и не впускать холод внутрь него. Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах тепло-потери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт·ч с 1 м² отапливаемой площади в год — практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.

 

 

Окна

Профиль окна пассивного дома обязан соответствовать теплотехническим стандартам. Конструкции окон проектируются, как правило, не открывающимися или  с автоматической функцией открывать/закрывания для проветривания.

В пассивном доме используются вакуумные стеклопакеты, 2- или 3-камерные стеклопакеты, заполненные низко-теплопроводным аргоном или криптоном или стеклопакеты, собранные по принципу стеклоблоков. Применяется более герметичная конструкция примыкания окон к стенам, утепляются оконные проёмы. Стёкла обрабатываются особым образом - закаливаются с целью избежания теплового шока, покрываются диоксидной солнцеотражающей и энергосберегающей плёнкой. Иногда для дополнительной теплоизоляции на окнах устанавливают ставни, жалюзи или шторки.

Самые большие окна направлены на юг (в северном полушарии) и приносят в среднем больше тепла, чем теряют.

 Регулирование  микроклимата с применением активного  отопления и охлаждения

На сегодняшний день технология строительства пассивных домов  далеко не всегда позволяет отказаться от активного отопления или охлаждения, особенно в регионах с постоянно  высокими или низкими температурами, или резкими перепадами температур, например, в зонах с континентальным климатом. Тем не менее, органичной частью пассивного дома является система обогрева, кондиционирования и вентиляции, расходующая ресурсы более эффективно, чем в обычных домах.

 Вентиляция

Пассивный дом использует комбинацию низко-энергетических строительных техник и технологий.

В обычных домах вентиляция осуществлятся за счёт естественного  побуждения движения воздуха, который  обычно проникает в помещение  через специальные пазы в окнах  и удаляется пассивными вентиляционными  системами, расположенными в кухнях и санузлах.

В энегроэффективных зданиях  используется более сложная система: вместо окон с открытыми пазами используются звукоизолирующие герметичные стеклопакеты, а приточно-вытяжная вентиляция помещений  осуществляется централизованно через  установку рекуперации тепла. Дополнительного повышения энергоэффективности можно добиться, если воздух выходит из дома и поступает в него через подземный воздухопровод, снабжённый теплообменником. В теплообменнике нагретый воздух отдаёт тепло холодному воздуху.

Зимой холодный воздух входит в подземный воздухопровод, нагреваясь там за счёт тепла земли, и затем  поступает в рекуператор. В рекуператоре отработанный домашний воздух нагревает поступивший свежий и выбрасывается на улицу. Нагретый свежий воздух, поступающий в дом, имеет в результате температуру около 17 °C.

Летом горячий воздух, поступая в подземный воздухопровод, охлаждается  там от контакта с землёй примерно до этой же температуры. За счёт такой  системы в пассивном доме постоянно  поддерживаются комфортные условия. Лишь иногда бывает необходимо использование  маломощных нагревателей или кондиционеров (тепловой насос) для минимальной регулировки температуры.

 Освещение

Могут использоваться светодиодные блоки или энергосберегающие лампы.

 Стоимость  пассивного дома

В настоящее время стоимость  постройки энергоэффективного дома примерно на 8-10 % больше средних показателей для обычного здания. Дополнительные затраты на строительство окупаются в течение 7-10 лет. При этом нет необходимости прокладывать внутри здания трубы водяного отопления, строить котельные, ёмкости для хранения топлива и т. д.

Распространение

Во всём мире к 2006 году построено более 6000 пассивных домов, офисных зданий, магазинов, школ, детских садов. Большая их часть находится в Европе.

В ряде европейских стран (Дания, Германия, Финляндия и др.) разработаны специальные целевые государственные программы по приведению всех объектов регулярной застройки к условно-пассивному уровню (дома ультра-низкого потребления — до 30 кВт·ч/м³ в год).

Экология

Средний канадский коттедж производит ежегодно 5-7 тонн парниковых газов. Дома США производят ежегодно около 278 млн тонн парниковых газов. Пассивные дома могут существенно сократить эти выбросы.

Технологии пассивного домостроения позволяют существенно сократить  потребление энергии. Например, в 1990-е годы в Германии энергопотребление в жилищно-коммунальной сфере снизилось на 3 %. А домохозяйства Великобритании потребляют около 30 % всей энергии страны.

 

Заключение

 

Таким образом, уменьшить  теплопотери можно только занимаясь  вопросами энергосбережения в полном объеме. Из приведенных выше данных следует, что основной причиной сокращения энергоэффективности зданий, является низкое термическое сопротивление  ограждающих блоков, утепление, однако которых, не приведет к полному сокращению теплопотерь, т.к. при этом не будут  учтены участки интенсивного теплообмена  с внешней средой, которые называются "мостиками холода". Подобный мостик возникает обычно в местах соединения плит перекрытий и несущих стен, а также там, где наружные стены  примыкают к внутренними и  в местах проседания некачественного  теплоизоляционного материала в  ограждающих конструкциях.

 

Поэтому без создания комплексной  защитной термооболочки для конструкций  здания невозможно обеспечить функционирование современной системы утепления. 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ УПРАВЛЕНИЯ И  ГУМАНИТАРИЗАЦИИ

КАФЕДРА ЮНЕСКО “ЭИВИЭ”

 

 

 

Реферат по дисциплине

 “Природные ресурсы”

на  тему:

 

 

Энергоэффективный дом – перспективное направление  энерго- и ресурсосбережения.

 

 

 

Выполнил: студент III курса ФТУГ

                    гр.  308219/ 26

                    Слатвинский А. В.

Принял : Пальчёнок Г.И.

 

 

 

Минск 2012

1. Строительство конвертера тепла  в доме

На  рисунке обозначены красной линией по периметру изолированные, тепловые мосты и герметичные ограждающие  конструкции здания. Они снижают  потери тепла к минимуму во всех комнатах.

2. Стекла для окон и дверей

Тройное остекление позволяет больше проникать  солнцу зимой, но теряется немного тепла  наружу.

Все окна и двери устанавливаются  в хорошо изолированном каркасе  дома.

3. Вентиляция

Создана комфортная вентиляции с рекуперацией тепла отработанного воздуха. Большая  часть тепла хранится и постоянно  обеспечивает полный воздухообмен в  пассивном доме.

4. Геотермальный теплообменник

Интегрированный теплообменник дает свежий воздух зимой  и летом.

5. Обогрев

Использование энергии Солнца – дешевый способ использование естественного тепа. А также компактное устройство воздушного теплового насоса предназначено  для обогрева всех комнат. Обработанный воздух равномерно распределяется по вентиляции.

6. Солнечные технологии

Солнечные тепловые и фотоэлектрические системы  являются необходимыми компонентами для  пассивного дома и служат в качестве дополнительных источников энергии.

7. Бытовая техника

Использование энергосберегающих бытовых приборов и освещении снижают расход электроэнергии в пассивном доме к минимуму.

преимущества  экономии на лицо:затраты экономятся до 80% энергоресурсов на отопление;нет  необходимости подключаться к газовым  сетям;минимизация энергопотерь, затраты  на отопление снижены до 10 раз;

При строительстве нулевого дома существенно  меньше затрачивается материалов для  утепления. На обогрев дома расходуется 144 кВт/м2 ч.