Энергоэффективность индивидуальных домов: разница в теплосбережении в постройках из разных материалов

Жить в частном доме, построенном по собственной планировке, да еще и в живописной местности, захочет любой, кто задумывается о собственном жилье. Но когда дело доходит до практической реализации, то одна из первых задач – это выбрать правильную технологию строительства. Дом должен быть не только комфортным, но и энергоэффективным, чтобы не шокировать своего владельца счетами за отопление.

Энергоэффективный дом – что это такое, критерии, особенности строительства

При проектировании частного дома анализируются далеко не только затраты на строительные материалы и стоимость работ, но также какие расходы на обслуживание будет нести владелец в течение всего периода эксплуатации жилища. Именно поэтому порядочный подрядчик стремится выбрать такой вариант, который бы и соответствовал планам заказчика, и отвечал требованиям экономичности и минимальности затрат, в том числе на будущее обслуживание сооружения. В северных и умеренных широтах далеко не последнее значение имеет аспект отопления.

По этой причине самым первым показателем энергоэффективности дома является способность сохранять тепло, не снижая при этом комфорта в помещении за счет ухудшения микроклиматических характеристик. Для решения этой задачи строительные компании применяют следующие способы:

• Увеличение толщины капитальных стен.
• Применение утеплителя.
• Герметизация окон и дверей.
• Усиление теплоизоляции чердачного перекрытия, фундамента.
• Внедрение современных инженерных решений – таких, как, например, система вентиляции приточно-вытяжного типа с возвратом тепла из отработанного воздуха или встраиваемые теплообменники в фундаменте.

• Оснащение системы отопления энергоэффективным оборудованием.
• Подключение отопительных приборов и климатической техники к системе «умного дома».

Обратите внимание! Перед одобрением проекта и принятием решения о заключении сотрудничества со строительной компанией заказчик должен понять, насколько долго предлагаемый вариант дома будет оставаться энергоэффективным, какова степень экологической безопасности предлагаемых решений и каковы условия эксплуатации и обслуживания системы.

Особенности строительства

При возведении жилища, отвечающего требованиям энергоэффективности, необходимо прежде всего учитывать следующие 3 важных фактора:

1. Правильно подобранный материал конструкций и утеплителей в соответствии с климатическими особенностями местности и условиями эксплуатации дома.
2. Ряд мер, принимаемых для снижения теплопотерь. Это могут быть, например, засыпка пеностекольным щебнем грунта под фундамент, чтобы исключить уход тепла в грунт, монтаж кровельных панелей с герметичной стыковкой со стенами, специальных панелей для внутренней теплоизоляции, тепловых окон.
3. Использование эффективных систем обогрева, в том числе дополнительных теплогенераторов, как, например, солнечных, ветровых, рекуператоров и проч.

В системе малоэтажного частного строительства с точки зрения энергосбережения и сохранения комфортного тепла в доме преимущество у фахверковых инновационных технологий. В частности, некоторые компании применяют такие разработки, как каркас из клееного бруса, места стыковки в котором тщательно рассчитаны и имеют максимальную зарезку стыков. Это полностью исключает продувание, а также особые комплексные утепляющие панели, устанавливаемые на специальные элементы крепежа.

Сочетание экологически чистых материалов вкупе с многослойным способом создания утепления позволяет добиться энергоэффективности жилища практически при любом климате. При этом паропропускная способность панелей обеспечивает здоровый микроклимат помещения, сохраняя в нем тепло и свежий воздух круглые сутки.

Разновидности применяемых строительных технологий и их особенности

В строительстве современных теплосберегающих домов применяются следующие основные технологии и материалы:

• Брус.
• Кирпич.
• Пено- и газобетон.
• Монолитный бетон.
• Каркасная технология.

Разберем особенности каждого из них более детально.

Брус

Для постройки применяется брус различной толщины. Оптимальным считается материал 150-180 мм. Однако в условиях морозной зимы даже такой толщины будет недостаточно, потребуется утепление.

Среди плюсов брусовых жилищ выделяются:

1. Экологичность материала.
2. Внешняя эстетичность древесины.
3. Хорошие теплоизолирующие свойства.
4. Сохранение здорового микроклимата.
5. Высокая прочность.
6. Возможность обустройства недорогого фундамента.

В среднем дом из бруса обходится дешевле, чем из кирпича и бетона. Однако у него также имеется ряд недостатков:

• Длительная усадка материала, из-за чего невозможно выполнить отделку сразу после постройки.
• Подверженность возгоранию.
• Разрушение под действием грибков, гнили и плесени.

Более того, если брус будет изначально сырой, со временем он растрескается. В результате стены потеряют часть теплосберегающих свойств.

На заметку! В современных застройках нередко применяется оцилиндрованное бревно. По техническим характеристикам, плюсам и минусам материал практически не отличается от бруса за исключением геометрии и более привлекательной внешних свойствах. Бревно имеет форму идеального цилиндра. Изготавливается из обычного бревна на специальном станке.

Кирпич

Дома из кирпичной кладки более надежны и долговечны, чем деревянные аналоги. Однако естественной платой за это становится существенное удорожание проекта. Так как сам по себе материал не отличается теплосберегающими способностями, для более-менее комфортного проживания в нем потребуется возводить стену толщиной в 2, а то и 3 кирпича, то есть 50-75 см. При этом значительно возрастут требования к фундаменту, что в свою очередь также повысит итоговую стоимость проекта.

Основные плюсы домов из кирпича:

1. Надежность, прочность и долговечность.
2. Хорошая шумоизоляция.
3. Безвредность.
4. Пожаробезопасность.

Недостатки связываются с высокой трудоемкостью и затратами на сооружение. Кроме того, при необходимости сэкономить потребуется применение дополнительного утепляющего слоя. Как более энергоэффективная альтернатива может рассматриваться поризованная керамика. Такой материал меньше весит и лучше удерживает тепло в помещении, но при этом оказывается более хрупким.

Монолитный бетон

По стойкости к нагрузкам, прочности и долговечности бетон превосходит кирпич. Жилые дома строятся с применением 2-х технологий:

• Заливкой бетонных конструкций.
• Сборкой из готовых блоков.

Первый вариант предполагает изготовление опалубки, армировку и последующую заливку бетонной массой, второй более доступен по цене и основан на сборке конструкции из отдельных элементов. Однако в обоих случаях готовое сооружение потребуется утеплять. Так как бетон обладает высокой теплопроводностью. Отапливать бетонный дом без теплоизоляции крайне невыгодно.

Пено- и газобетон

Улучшить теплоизоляционные свойства бетона помогает поризация его структуры – когда бетонная масса приобретает пористое устройство с воздушными полостями. Теплосберегающие показатели ячеистых бетонов в 2-3 раза выше, чем у стандартного кирпича.

Плюсы:

1. Теплоизоляционные свойства.
2. Легкость в обработке и монтаже, ввиду низкой плотности, легкости и больших габаритов блоков.
3. Пожаробезопасность.
4. Стойкость к биологическим факторам.
5. Доступность по стоимости.
6. Паропроницаемость.

Недостатками ячеистых бетонов является сильная хрупкость и наличие в структуре различного рода добавок и модификаторов. Более того, пенобетон способен отсыревать, вследствие чего быстро терять теплоизолирующие свойства. Поэтому материал нуждается в предварительной качественной гидроизоляции.

Каркасная технология

Строительство домов по каркасной технологии имеет следующие преимущества:

• Быстрое возведение независимо от времени года.
• Легкость монтажа – все элементы собираются по типу конструктора по заранее отработанному алгоритму.
• Минимальный вес и упрощенные требования к фундаменту.
• Несложность подведения коммуникаций – трубы и кабели укладываются в стеновые полости.
• Хорошая теплоизоляции при минимальной толщине стен.

В стандартном исполнении каркасники оснащаются внешними панельными стенами толщиной 20-30 см. По степени теплоизоляции это сопоставимо с кирпичной стеной в 2-3 кирпича, однако по весу конструкции и трудозатратам технология существенно лучше. Единственный ответственный момент в сооружении каркасного дома – это повышенные требования к выбору опорных деревянных конструкций. Степень их просушки, структура и общее качество должны быть на высоте.

Фахверк

Отдельно стоит сказать о фахверковых домах, которые благодаря внедрению новых технологий переживают второе рождение. Специалисты компаний отмечают следующие особенности сооружений, построенных по этой технологии:

• Долговечность. В качестве основы-каркаса используются качественный цельный стандартный или клееный брус, соединенный специальными надежными элементами. Благодаря этому дом неизменно служит не менее 100 лет.
• Стойкость конструкции. В отличие от типовой каркасной технологии, в фахверке в качестве несущих конструкций выступают балки-опоры, а не стены. В совокупности со специальной системой крепления это дает существенное преимущество сооружению по стойкости к нагрузкам на сжатие и напряжение.
• Безопасность. Современные технологии подразумевают использование только экологически чистых и безопасных наполнителей для стеновых панелей. Натуральный утеплитель обеспечивает уют в доме и сохранение здоровой атмосферы.
• Контроль микроклимата. Сочетание современных теплоизоляционных технологий и энергоэффективной многокамерной системы остекления обеспечивают в помещении тепло зимой и прохладу в жару.

• Быстрота возведения. Сооружение фахверка осуществляется из цельных готовых элементов, изготовленных на заводе. Поэтому дом строится в кратчайшие сроки независимо от времени года.
• Оригинальность внешнего вида. Фахверковые дома оснащаются обширной площадью наружного остекления – до 75 % стеновой поверхности. Это не только выгодно выделяет дом на фоне типовых конструкций в окрестности, но также создает особую атмосферу единения с природой, так как прозрачность стен несколько размывает границу между интерьером и окружающей природой.

Отдельная тема – это энергоэффективность фахверков, проектируемых компанией. Для своих домов, некоторые компании применяют утеплитель PIR – плиты толщиной 100 мм фольгированные с двух сторон. Такой вариант является максимально эффективным, так как имеет небольшой вес, а фольгированный слой дополнительно отражает тепловое излучение, что в свою очередь улучшает теплотехнические свойства конструкции. PIR – материал с одним из самых низких коэффициентов теплопроводности λ=0,021 (Вт/м∙К) – практически не впитывает влагу, не гниёт, не подвержен биопоражениям и сохраняет свои теплоизоляционные свойства на протяжении всего срока службы.

В компании также проводят дополнительную обработку PIR-плит, чтобы сделать их соединения максимально герметичными и исключить появление мостиков холода.

Особое внимание окнам. Всем кажется, что раз у фахверка большая площадь остекления, то стекла придется постоянно греть, или будет холодно. Но за счет использования энергоэффективных стеклопакетов с теплой рамкой с расчетным коэффициентом сопротивления R0 = 1,43 тепло дома сохраняется, а затраты на отопление минимально возможные.

Недостатки фахверков проявляются в более высокой стоимости по сравнению со стандартными каркасниками, и необходимости защиты деревянных опор от разрушающих факторов. Впрочем, последнее легко нивелируется изначальной обработкой поверхностей специальными защитными пропитками, и возможных небольших дополнительных расходах на усиление теплоизоляции, если планируется постройка в северных районах.

Типы систем отопления – эффективность, расходы

Далеко не малое влияние на энергоэффективность жилища оказывает тип системы отопления. В современных домах используется отопительное оборудование, различающееся по типу источника энергии на следующие виды:

• Электрические. Традиционные электрические котлы отопления сложно назвать экономными. Единственный вариант применения их в таком виде – это когда существует возможность в определенный период времени суток использовать их по выгодному тарифу, а в остальное время подпитывать систему за счет теплоаккумулятора.
• Газовые. Агрегаты, вырабатывающие тепловую энергию при сжигании природного газа, могут оказаться выгодными при наличии в широком доступе дешевого источника данного энергоресурса.
• Жидкотопливные. Применяются по аналогии с выше рассмотренным вариантом.
• На твердом топливе. Это 2-х-камерные котлы, в одной из камер которых происходит низкотемпературный пиролиз дров или угля, а во второй сжигание образуемых газов. Экономия проявляется именно в двухкамерных моделях, так как образуемые газообразные вещества не выбрасываются в дымоход, а идут на полезный нагрев.

• Гелиосистемы. Система обогрева напрямую использует энергию солнца на разогрев теплоносителя. Все расходы связаны с установкой и обслуживанием специфического оборудования, в том числе теплонакопительных емкостей. Эффективность тем выше, чем больше солнечного света.
• На тепловых насосах. Устройство предназначено для аккумуляции вырабатываемого при охлаждении теплоагента, в свою очередь нагреваемого от естественных источников – как в холодильнике. Ресурсами выступает энергия солнца, ветра, недр земли. При этом уровень нагрева теплоносителя невелик – не более 40 °C – и годится лишь для низкотемпературных систем обогрева, как, например, теплые полы.

От конфигурации системы управления также многое зависит. Лучше всего, когда микроклимат дома контролируется не только автоматикой котла, но также погодозависимой аппаратурой, датчиками нагрева воздуха в помещении, выбором приоритета того или иного контура, к которому подключаются приборы отопления в различных комнатах и помещениях, а также агрегацией всех элементов климат-контроля (отопления, горячего водоснабжения, вентиляции, кондиционирования) в один смарт-модуль.

Совет! Во многом снизить затраты на энергию позволяет комплексный подход в организации системы отопления дома. Это в первую очередь такие меры, как установка автоматики на приборы отопления, использование безинерционных приборов и агрегатов с высоким КПД, применение как минимум двух видов энергоресурсов – например, основного газового котла и альтернативного на ветрогенераторе или солнечных батареях с теплоаккумулятором.

Коротко о главном

В классическом понимании, максимальное теплосбережение частного дома формируется повышением толщины стен, герметизацией дверей и окон, теплоизоляцией основания и чердака. Всё это, в какой-то мере, является правильными, но в современных реалиях далеко не достаточными показателями энергоэффективности.

Например, если просто сделать стены кирпичного дома толще, то всю эту массу камня все равно придется прогревать. То есть, ощутимого снижения сумм в платежках увидеть не получится...

Поэтому, гораздо эффективнее идти путем использования современных материалов. Если это стены, то с максимально низкими коэффициентами теплопередачи. Если оконные системы, то с качественными механизмами притвора и уплотнителями, которые без проблем отработают не один сезон, а 10-20 лет, как минимум. Сюда же добавляются современные приборы отопления с грамотно расположенными датчиками, и всё это объединено в единую систему «умного дома»... К тому же, дома из современных материалов сильно выигрывают в плане привлекательности.