Пассивный дом по-русски: конструктив и инженерные решения

Как построить просторный коттедж с предельно низким энергопотреблением: «пирог» стен, система отопления, стоимость инженерки и одного квадратного метра площади.

Для большинства отечественных домовладельцев, построить т.н. пассивный коттедж — что-то из области фантастики. Дорого. Сложно. Неизвестно, окупится ли когда-нибудь. Рассмотрим такой дом изнутри и сделаем вывод — стоит ли его возводить в России.

Содержание:

  • Ключевые стандарты пассивного дома
  • Конструктив дома со сверхнизким энергопотреблением
  • Инженерные решения энергоэкономичного дома
  • Стоимость 1 кв. м и расходы на эксплуатацию
  • Выгодно ли строить пассивный дом в России

Что такое пассивный дом

Когда речь заходит о термине пассивный дом, то возникает путаница. Одни считают, что это — дом с экстраутеплением. Другие, что это — коттедж, в котором, благодаря минимизации теплопотерь, ориентированию по сторонам света и минимальному энергопотреблению, отпадает необходимость в классической системе отопления. Третьи, что это — частный дом полностью независящий от внешних энергосетей, который производит энергии больше, чем потребляет сам. Для этого ставятся: ветрогенератор, солнечные батареи, гелиоколлектор.

Чтобы внести ясность, скажем, что термин Passivhaus пришел к нам из Германии, где в 1996 году, был основан Институт Пассивного дома. Тогда и появился добровольный строительный стандарт, на который следует ориентироваться при проектировании и возведении комфортных зданий со сверхнизким энергопотреблением. По этому стандарту:

  • Если в доме удельный расход тепловой энергии на отопление не превышает 15 кВт⋅ч/(м2 в год), то он считается пассивным, при условии, что в здании поддерживается комфортная температура. По стандарту это +20 градусов.
  • Если расход тепловой мощности не более 60 кВт⋅ч/(м2 в год), то это — дом с низким потреблением энергии.
Чтобы достичь этих показателей требуется качественно утеплить ограждающие конструкции дома — фундамент, стены, кровлю, и устранить все мостики холода. Просчитать оптимальные размеры дома и сориентировать «коробку» по сторонам света так, чтобы большая часть окон смотрела на юг. Нужна система приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором тепла и т.д.

Для сравнения, в обычных частных домах, а это большая часть строений в РФ, удельный расход тепловой энергии на отопление составляет 200 — 300 кВт⋅ч/(м2 в год). Проще говоря — хозяева топят улицу. Добавим, что стандарт пассивного домостроения включает в себя дополнительные критерии. Например, на бытовые нужды — ГВС, отопление и электроэнергию, общее потребление первичной энергии не должно превышать 120 кВт⋅ч/(м2 в год).

Зачастую, на нагрев воды для системы ГВС, расходуется больше энергии, чем на отопление.

Также регламентируются:

  • Удельная тепловая нагрузка для источника нагрева.
  • Коэффициент теплопередачи окон.
  • Степень герметичности наружной оболочки здания.
  • КПД вентиляционной установки с рекуператором тепла.

Но, в рамках данной статьи, нас интересует только удельный расход тепловой энергии на отопление 15 кВт⋅ч/(м2год). Удастся ли его достичь при строительстве пассивного дома в России? Ведь стандарт пассивного дома разрабатывался для Германии — страны с менее суровым климатом, чем в РФ.

baracudУчастник FORUMHOUSE

Стандарты Passivhaus интересны, но совершенно не учитывают климатические особенности. Например, коттедж получивший сертификат соответствия как пассивный дом, построенный без изменений в Подмосковье, будет потреблять уже не 15 кВт⋅ч/(м2год), а все 25 кВт⋅ч/(м2год). Кроме этого, расчёт в программе PHPP (Пакет проектирования пассивного дома) ведётся при температуре внутри помещения +20 градусов Цельсия. Если в сертифицированном пассивном доме, в Германии, поддерживать внутри дома не +20 °C, а +24 °C, то расходы на отопления сразу вырастут до 25 кВт⋅ч/(м2год). А если этот дом снова, виртуально перенести в Москву, то расходы составят 45 кВт⋅ч/(м2год). Т.е. увеличатся в 3 раза, хотя дом и сертифицирован в Германии как пассивный.

PipilatsMotorsУчастник FORUMHOUSE

Чтобы добиться расхода тепловой энергии в 15 кВт⋅ч/(м2год), что соответствует 5.5 Вт/кв. м при температуре на улице -28 градусов нужно, чтобы теплопотери двухэтажного дома, например, 10х10 метров и высотой в 6 м (без окон и без дверей) составляли 1.4 кВт. Это означает, что тепловое сопротивление (R) стен, потолка и пола = 15 м2·оС/Вт! Это примерно 450 мм экструзионного пенополистирола или 600 мм каменной ваты. Для сравнения, по СНиП, рекомендуемое значение сопротивления теплопередаче внешней стены для коттеджа в МО 3.16 м2·оС/Вт.

Построить пассивный дом в России и в Западной Европе — две большие разницы.

Тем интереснее дом со сверхнизким энергопотреблением, который возвели в Чеховском районе Подмосковья.

Конструктив пассивного дома по-русски

Дом на фото ниже заказали для пенсионеров их дети.

План первого этажа комплекса.

План второго этажа комплекса.

Коттедж должен быть комфортным, удобным для проживания и экономичным, так, чтобы плату за отопление потянули пожилые люди.

Сергей Назаров (ник на портале kair5)Застройщик

Дом начали строить в мае 2013 года. Основные пожелания заказчиков: минимальные затраты на содержание дома, в том числе на отопление в зимний период, охлаждение дома в летний период; экологичность жилья, создание микроклимата близкого к идеальному и минимизация затрат на капитальные расходы. Ещё необходимы: гараж для автомобиля, место для мастерской и небольшого банного комплекса и помещение для ведения приусадебного хозяйства. Решением стал разумный вариант жилого дома, сочетающего в себе энергоэффективность, экологичность и стандарты пассивного дома.

Расчетное потребление энергии на отопление дома 21 кВт⋅ч/(м2год), а фактическое 16 кВт⋅ч/(м2год)

Далее мы расскажем, как этого удалось добиться. Вводная часть:

  • Общая площадь комплекса, объединившего сразу несколько помещений – 350 кв. м.
  • Отапливаемая площадь – 240 кв. м.
  • Площадь жилой части коттеджа – 210 кв. м.

Дом построен по каркасной технологии. Из-за уклона на участке, перепада высот, суглинистого грунта, верховодки, большого пятна застройки (протяженность жилой части 14 м, а хозблока 20 м) в качестве фундамента выбрали нестандартную конструкцию.

Это - ленточный фундамент с колоннами, которые сверху обвязаны висячим ростверком.

Под хозяйственным блоком залиты полы по грунту.

Цоколь зашит плитами ЦСП, которые не доходят до грунта. Зазор перекрывается отмосткой.

Конструктив дома с низким энергопотреблением:

  1. Перекрытие первого и второго этажа — деревянные фермы заводского изготовления. На фермы уложены фанера толщиной 21 мм и залита бетонная стяжка толщиной 60 мм под теплый водяной пол.
Теплый пол и бетонная стяжка повышают теплоинерционность каркасного дома.
  1. Дом утеплен эковатой. Толщина слоя теплоизоляции:
  • Первый этаж – 520 мм.
  • Второй этаж – 600 мм.
Кровля в доме холодная. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции перекрытия второго этажа – 12 м2·оС/Вт.
  1. Пирог стены изнутри-наружу:
  • гипсокартон толщиной 12 мм;
  • ОСБ толщиной 9 мм;
  • пароизоляционная мембрана;
  • стойка шириной 150 мм (промежуток каркаса заполняется эковатой);
  • ОСБ толщиной 9 мм;
  • пароограничивающая мембрана;
  • объёмный каркас, заполненный эковатой;
  • влаго-ветрозащитная мембрана;
  • ОСБ толщиной 9 мм;
  • вентилируемый воздушный зазор.
  • фасадная отделка.
Толщина стен, заполненных эковатой, – 40 см. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции – 10 м2·оС/Вт.

Инженерка энергоэкономичного дома

Отметим, что дом сориентирован по сторонам света. Окна смотрят на юг. Стеклопакеты заполнены аргоном. Сопротивление теплопередаче остекления с отражающей пленкой – 1.36 м2·оС/Вт.

Солнце дополнительно прогревает помещения в погожие дни.

На веранде стоит дровяная печь-камин с водяной «рубашкой».

Печь — это резерв и дополнительный теплогенератор для отопления дома и нагрева воды для ГВС. Мощность водяного контура печи 10 кВт.

Также в доме установлена приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла. На участке, на глубине в три метра, зарыт грунтовый теплообменник протяженностью двести метров для подогрева приточного наружного воздуха до рекуператора и для охлаждения воздуха летом.

Дополнительно установлен солнечный коллектор.

Для отопления дома используется несколько видов теплогенераторов. Пока в поселке нет магистрального газа, дом отапливается котлом, работающим на сжиженной смеси пропана-бутана.

Двух баллонов сжиженного газа ёмкостью 50 л хватает на 6 дней.

Основной источник для отопления дома — электричество. В техническом помещении установлен теплоаккумулятор на 250 литров. Вода нагревается двумя ТЭНами, совокупной мощностью 8.5 кВт.

Чтобы сократить расход электроэнергии для нагрева воды используется ночной тариф. Температура воды поднимается до 80 градусов.

Принципиальная инженерная схема дома.

Сергей Назаров (ник на портале kair5)Застройщик

Приоритет отдан трём видам источников энергии: сжиженный газ, электричество и дрова. При необходимости, хозяин дома может отапливать дом любым из перечисленных видов энергии.

В коттедже постоянно проживает два человека, а с пятницы по воскресенье, гостят дети владельцев дома.

Расходы на эксплуатацию дома со сверхнизким потреблением энергии и цена вопроса энергоэффективности

Приведем следующие цифры:

Наблюдение показало, что, когда дом еще отделывался изнутри, (велись «мокрые работы» и не все системы были отлажены и запущены) при отоплении сжиженным газом, с 23.11.2013 по 29.03.2014, ушло 28 баллонов. Весь март топились печкой. Делали по две — три закладки дров по 4 кг. Этого хватало чтобы держать температуру в доме +20 — +21 оС. Еще и солнце прогревало помещения. По словам застройщика, планируется, за весь год, выйти на цифру – 13 кВт⋅ч/(м2год).

С 06.04.2014 в доме постоянно проживают два человека. На ГВС + отопление, расход составляет два баллона газа в две недели + печка. 

После года эксплуатации дома были получены реальные показатели расхода энергии на отопление. ТЭНы включаются только для работы при ночном тарифе. При отапливаемой площади 240 кв. м, и поддержании температуры в доме + 24 градуса, удельный расход тепловой энергии на отопление в 2014 году составил около 21 кВт⋅ч/(м2год). В суровую зиму расход 26 кВт⋅ч/(м2год). Если температуру в доме уменьшить до + 20 градусов, то расход тепловой мощности на отопление уменьшится и приблизится к стандарту пассивного здания.

Стоимость дома, приближенного к стандартам пассивного:

  • Затраты на рекуператор + калориферы + трубы + грунтовый теплообменник около 250 тыс. руб. 
  • Один квадратный метр дома с низким энергопотреблением, общей площадью 350 кв. м, вместе с инженеркой, обошелся в 850 долларов.
Это при «старой» цене доллара по 32 руб. В эту сумму не входят проектные работы.

Подведение итогов

Дорого обошелся дом его владельцам или нет, пусть каждый решит для себя сам. Конечно, многие могут возразить, что овчинка не стоит выделки и энергоэффективность — недешевое удовольствие и нам не по карману. Если на участке есть магистральный газ, то, пока, конечно, этот энергоноситель вне конкуренции. И, в случае чего, так можно отопить большой коттедж и не разориться. Но последние тенденции говорят о том, что, у нас, цены на энергоносители — газ, электроэнергию, дизельное топливо и др. будут постепенно повышаться.

Задумайтесь об экономии!

За границей популярность энергоэффективных решений обусловлена высокими ценами на топливо и более доступной «для них» стоимостью необходимого инженерного оборудования. Европейцы, строя дом, вынуждены экономить и думать, как сократить затраты на отопление. Кроме этого, государство, «там», всячески стимулирует внедрение энергоэффективных технологий среди частных домовладельцев.

Но, не следует слепо, любой ценой, стремиться к цифре 15 кВт⋅ч/(м2год).

В наших климатических условиях, не рассматриваем южные регионы, затраты на строительство дома по немецким стандартам Passivhaus, могут оказаться экономически невыгодны. Вложения в такой дом не окупятся при жизни его владельцев.

Поэтому, на первое место, ставьте трезвый расчет. Взвесьте все «за» и «против». Считайте на перспективу. Сделайте смету. Прикиньте выгоду от экономии энергоносителей в будущем к сумме вложений в утеплители и инженерное оборудование, которая требуется сразу.

Учтите, чтобы спроектировать и построить пассивный дом, требуются инженеры, архитекторы и строители высокой квалификации.

Современный дом, безусловно, должен быть хорошо утепленным и энергосбалансированным. Нет смысла вкладываться в экстраутепление стен и кровли если нет вентиляции с рекуперацией тепла, многокамерных окон и т.д. Поэтому, вооружившись знаниями и посильными для вас современными технологиями, стройте в первую очередь для себя и своей семьи энергосберегающие дома, удобные для жизни здесь и сейчас.

Узнать детали проекта и присоединиться к обсуждению энергоэффективного коттеджа можно в теме «Пассивный дом в Чеховском районе, Московская область».

Советуем статьи:

В видео - энергоэффективный дом по стандарту пассивного домостроения.

Подписывайтесь на наш Telegram каналЭксклюзивные посты каждую неделю