Энергосбережение и экология.
Энергосбережение

На сегодняшний день разработка жилья с высокой степенью энергосбережения — одна из главных задач разработчиков строительных технологий, архитекторов, да и многих дальновидных застройщиков.
Действительно, стоимость энергоносителей во всем мире неуклонно растет. Понятно, что топить дом одной свечкой -предел мечтаний многих и многих.
Но для того, чтобы хоть как-то приблизиться к этому идеалу, следует знать, куда уходят киловатты и килокалории отопления, какие их главные потребители, каким путем можно снизить потери тепла.
Через ограждающие конструкции - уходит основная доля отопительной энергии. Она зависит от архитектуры дома, наличия подвала, уровня теплоизоляции стен, окон и перекрытий.
Архитектура дома оказывает значительное влияние на тепловые потери через ограждающие конструкции.
Идеальная форма для дома с позиции энергосбережения - куб. Низкие одноэтажные дома с большой площадью застройки имеют большие тепловые потери через перекрытия.
Дома со сложной формой в плане могут иметь значительные тепловые потери (рис. 14.1).

Высокие дома с малой площадью застройки имеют большие тепловые потери через стены.
Сбережение энергии зависит также от ориентации дома на местности, от того, на сколько продувается участок, от степени его застройки или наличия на нём высоких деревьев.
Фундамент
Если в доме предусмотрено подвальное помещение, то тепловые потери через фундамент могут достигать 20 - 30% от общих потерь через все ограждающие конструкции дома. Снижения тепловых потерь выполняется за счет увеличения теплового сопротивления стен подвала.
Теплоизоляция может располагаться как с внешней стороны, так и внутренней. При расположении снаружи, теплоизоляция предохраняет стены подвала от промерзания, не допуская резких скачков температуры. Она покрывается гидроизоляцией, штукатурится или выкладывается стенкой в полкирпича.
Теплоизоляция подвала с внутренним расположением утеплителя чаще всего используются при реконструкции зданий. Холодные стены подвала передают свой холод и на стены первого этажа, ухудшая эффект энергосбережения.

Если сооружение подвала под домом не предполагается, то оптимальным с позиции энергосбережения можно считать возведение столбчато-ленточного фундамента по технологии ТИСЭ. Контакт такого фундамента с мерзлым грунтом - самый минимальный.
Воздушный зазор под лентой фундамента позволяет сократить теплоотдачу такого столбчато-ленточного фундамента не менее чем в 3 - 4 раза по сравнению с традиционным мелко-заглубленным фундаментом (рис. 14.3).

Окна
При современном высоком уровне теплоизоляции стен потери тепла через оконные проемы становятся особенно ощутимыми. Это связано с тем, что утеплять окна конструктивно значительно сложнее, чем стены.
Тепловые потери увеличиваются с увеличением площади остекления.
Для повышения теплового сопротивления окон вводят третье стекло, заменяют воздух на аргон, применяют антирадиационные покрытия, препятствующие радиационному излучению окон. Дополнительная экономия тепла создаётся при занавешивании окон шторами, занавесками, с установкой ставен. Эти мероприятия могут снизить тепловые потери в несколько раз. В среднем, коэффициент теплового сопротивления большинства окон R = 0,5... 0,6. Стеклопакет с тремя стеклами, с пленочными антирадиационными покрытием и арго-, ном может иметь R = 1,2.
Другая категория тепловых потерь по оконным проемам -потери через оконные откосы. Они могут быть особенно ощутимы, если стены имеют внутреннее утепление или засыпное.
Правильное оформление откосов - гарантия минимальных тепловых потерь (рис. 14.4).

Перекрытия
Обращая повышенное внимание к теплоизоляции стен, не следует забывать и о перекрытиях. Небрежное отношение к утеплению и пароизоляции перекрытий может создать такое перераспределение тепловых потерь, при котором через них будет уходить больше половины отопительной энергии.
Если из нижнего перекрытия сквозит, вентиляция помещений идет не через стены, а через щели в полу, то на утепление стен можно было не отвлекаться.
Если будут щели в верхнем перекрытии, то все тепло, которое скапливается под потолком, будет уходить через них, обогревая чердак. Кроме существенных тепловых потерь будут проблемы и с сосульками. Ледяные метровые сталактиты будут всю зиму украшать крышу.
Вентиляция.
Как уже отмечалось, создание вентилируемых стен позволяет сэкономить почти 30% тепла, теряемого через ограждения. Это происходит благодаря тому, что в стене встречаются два потока. Тепловой поток из помещений уходит наружу за счет теплопроводности стеновых материалов, нагревая стену. А внутрь, навстречу ему, идёт вентилируемый воздух, который нагревается материалом стены, возвращая тепло стеновых материалов обратно в дом.
Есть и другая статья энергосбережения за счет вентиляции.
Изменение схемы вентиляции, как было показано выше, позволяет в несколько раз снизить количество воздуха, необходимое для вентиляции. Но на сколько это важно? Даже приближенный расчет удивит многих.
Пример.
Двухэтажный жилой дом 8 х 10 м. Температура снаружи -20°С, а в помещениях дома +20°С. Отопительная энергия расходуется на компенсацию тепловых потерь через стены, окна, перекрытия, фундамент и на нагрев вентилируемого воздуха. Проведем простой расчет распределения энергетических затрат по этим составляющим с учетом строительных норм СНиП и среднестатистических данных.
— При тепловом сопротивлении стен R = 2 и окон R = 0,7 потери энергии через них составят 5 квт.
— При тепловом сопротивлении нижнего и верхнего перекрытия R=2 и температуре на чердаке и в подполе 0°С, потери тепла через них - 1,6 квт.
— Потери тепла через контакт фундамента с мерзлым грунтом около 15% от потерь через стены первого этажа - 0,4 квт.
Таким образом, общие потери тепла через ограждающие конструкции жилого дома составят 7 квт.
Потери тепла, связанные с вентиляцией, рассчитываются с учетом российских строительных норм СНиП. Для жилого дома требуется около одного воздухообмена в час, то есть за это время необходимо подать тот же объем свежего воздуха. Так для нашего дома потребуется 6,5 квт энергии.
Таким образом, потери тепла через стены и остекление составляют только 40 %, а потери тепла на вентиляцию - 50 %.
Если же взять европейские нормы вентиляции и утепления стен, то для такого же дома, соотношение тепловых потерь составит 30% и 60%.
Вентиляция - вот где основные резервы энергосбережения!!!
Баланс отопительной энергии
Схемы вентиляции "Каменная изба" позволяют снизить количество потребного вентилируемого воздуха реального жилья почти в 3 раза, и тем самым сократить затраты на его подогрев на 4 квт.
Еще 30 % от потерь через стены (1 квт) - это экономия при возврате тепла от прохождения вентилируемого воздуха через теплые стены.
Возведение фундамента по технологии ТИСЭ по приближенным расчетам позволяет сократить расход отопительной энергии почти на 7% (1 квт).
Итого - 6 квт экономии тепла составляет почти 45% от всех потерь
Технология ТИСЭ - снижение отопительной энергии в 2 раза.
Снизить уровень потребляемой отопительной энергии в 3 раза можно, применив современные системы остекления, низкотемпературные обогревающие системы, экономичные бытовые приборы.
При расчете по европейским более жестким нормам вентиляции и теплоизоляции, экономия отопительной энергии составит почти 60%. Это снижение затрат на отопление в 2,5 раза, а с введением дополнительных энергосберегающих мероприятий - это почти 3-4 раза.
Заметим, что увеличение теплового сопротивления стен в два раза (R = 41 позволит снизить уровень отопительной энергии всего на 2 квт - на 15 %. Тяк что гнаться за бесконечно теплыми стенами нет никакого смысла. Это особенно важно при выборе застройщиком вариантов ограждающих конструкций.
Обращаем внимание на то, что одновременно с высокой степенью энергосбережения технологией ТИСЭ обеспечивается и экологическая безопасность жилья, обусловленная гарантированной изоляцией вентилируемого воздуха от контакта с утеплителем и внешней отделкой. Учитывая то, что стоимость стен, возведенных по технологии ТИСЭ, в несколько раз ниже, чем у ближайших аналогов, становится понятной её" привлекательность для большинства застройщиков.
Для справки.
В жилых домах повышенной этажности расход тепла на нагрев гигиенической нормы приточного воздуха превышает расход тепла на компенсацию теплопотерь от теплопередачи через внешние стены более чем в 10 раз!!!
Это обусловлено тем, что соотношение объема помещений к площади внешних стен для таких зданий значительно больше, чем для индивидуальных домов.
Именно поэтому применение вытеснительной схемы вентиляции в индустриальном строительстве оказывается особенно перспективно.
Что можно сделать для дополнительного снижения уровня тепловых потерь:
— Установка отражающей теплоизоляции.
— Установка" теплых" окон.
— Применение низкотемпературных нагревательных устройств (теплые полы, инфракрасные обогреватели...).
— Тщательная проработка схемы вентиляции помещений.
— Осуществление контроля над вентиляцией помещений.
Регулировка вытяжной вентиляции регулируемыми жалюзи.
Применение солнечных коллекторов нагрева вентилируемого воздуха - достаточно эффективное средство энергосбережения для южных и средних широт России (рис. 14.5).

Солнечный коллектор, для подогрева вентилируемого воздуха хорошо вписывается в организацию приточной вентиляции по схеме "Каменная изба - 1" и "Каменная изба - 2".
Установка панелей солнечного коллектора на стенах с внешним расположением утеплителя (рис. 14.6) выполняется с закреплением на стене профиля навески и съемных подкосов.

Панель коллектора изготовлена из оцинкованной жести толщиной 0,5 - 0,8 мм. С внешней стороны, обращенной к солнцу, панель имеет темное матовое покрытие, хорошо поглощающее солнечное излучение. В нижней части панели коллектора выполнены отверстия диаметром 5... 7 мм, разбитые с шагом около 50 мм. Вместо отверстий вентиляция может осуществляться через небольшие пропилы, выполненные отрезным электроинструментом.
В полости панели располагается отражающая теплоизоляция (фольгированный пенополиэтилен). Отражающий слой должен быть обращен в полость панели. Герметизация полости коллектора в верхней части осуществляется верхней кромкой отражающей теплоизоляции.
Если вентиляция дома осуществляется по схеме "Каменная изба - 1", то вместо горизонтального канала в толщине утеплителя сверлятся отверстия под размещение втулки воздуховода с внутренним диаметром 15 мм. На один вертикальный канал самой стены достаточно установки одной втулки. С торцов панель закрыта щеками, прикрепленными к внутренней стенке коллектора.
Схема работы солнечного коллектора достаточно проста. Воздух снаружи входит в полость коллектора через нижние отверстия.
Кстати, эти же отверстия являются и дренажными, отводящими случайно попавшую в полость коллектора влагу. Воздух, нагревшись от контакта с внешней поверхностью коллектора, поступает в вертикальные каналы стен через втулки воздуховода.
В летний период панели солнечного коллектора опускаются в вертикальное положение. Для этого снимаются подкосы и устанавливаются фиксаторы, жестко закрепляющие панель на стене (рис. 14.7).

В вертикальном положении внутренняя стенка коллектора поджимается к внешней стенке, при этом подача свежего воздуха к втулке воздуховода идет сбоку, минуя полость коллектора.