Проекты

VK

Telegram

Tg-канал

Поиск

Избранное

Калькулятор

Кабинет

Корзина

Энергоэффективные дома: что такое пассивные дом, технологии, материалы и окна для энергоэффективных домов

В информационном пространстве все чаще встречаются такие термины, как «нулевой», «активный» или «пассивный» дом. Так описывают жилье, затраты на содержание которого стремятся к нулю. Но возможно ли такое на самом деле: не тратиться зимой на отопление, самому обеспечивать себя электричеством и прочее? Может, это очередная модная фишка и фантазии маркетологов? Давайте разбираться.

Max Pritchard Gunner Architects

В жизненном цикле здания стартовые вложения при строительстве — только вершина айсберга. После возведения дома последуют многолетние траты на электрическую и тепловую энергию, текущие ремонты и т.д. Можно ли сразу сделать все «по максимуму», чтобы потом платить намного меньше или не платить совсем? Архитекторы всего мира уверяют, что можно: с каждым годом строится все больше энергосберегающих домов.

Критерий: Мерой энергоэффективности принято считать удельный расход тепловой энергии на отопление за отопительный период в кВт час/кв.м. Но для дома с круглогодичным проживанием надо бы рассматривать не только отопительный период, но и весь год с учетом затрат энергии на кондиционирование / охлаждение воздуха в жару.

Интересует строительство дома?
Давайте подберем исполнителя по вашим критериям

Alfandre Architecture, PC

Энергосберегающий и энергоэффективный — какая разница
С точки зрения удельного расхода тепловой энергии дома бывают:

• Энергоэффективные — это здания с пониженным потреблением энергии на отопление. Насколько пониженным? Есть классификация зданий согласно СНиП «Тепловая защита зданий». Здание с классом энергоэффективности выше определенного считается энергоэффективным.
• Пассивные — здания, у которых ежегодный удельный расход энергии на отопление не превышает 15 кВт час/кв.м.
• С ультранизким потреблением энергии на отопление — здания, которые за год расходуют на отопление 16–35 кВт час/кв.м.
• Активные — это здания с различным уровнем энергоэффективности, но с повышенным комфортом благодаря автоматическому управлению микроклиматом с помощью системы «Умный дом» и максимальному использованию энергии из возобновляемых источников (ветер, энергия Земли и Солнца). Есть примеры активных домов, которые вырабатывают энергии больше, чем потребляют. Излишки можно даже продавать.
• С нулевым энергобалансом — это здания, общее энергопотребление которых равно нулю в результате компенсации потерь за счет использования возобновляемых источников энергии.
• С положительным энергобалансом — здания, которые вырабатывают больше энергии, чем потребляют.

Факт: В обиходе мы пользуемся не совсем корректным термином «энергосберегающие дома», хотя по сути сохраняют энергию только здания с положительным энергобалансом. Остальные — разумно расходуют.

Архитектурное бюро «Алекминский и партнеры»

Кто определяет стандарты эффективности домов
В середине 1990-х в немецком городе Дармштадт был основан Институт пассивного дома. Его экспертам принадлежат основные разработки в сфере строительства энергоэффективных зданий. Они же определили и стандарт, согласно которому теплопотери на таких объектах не должны превышать 15–25 кВт час на 1 кв. м отапливаемой площади в год. Например, для обычного кирпичного дома нормой считается 200–300 кВт в час на «квадрат».

Добиться показателей энергоэффективного дома одним лишь качеством теплоизоляции невозможно. Пассивный дом отличается от обычного всем: особые требования предъявляются к его конструктивным особенностям, качеству окон и дверей, инженерному оснащению. Например, вместо традиционных источников энергоснабжения предлагается использовать альтернативные: солнечные батареи или же системы, которые черпают тепло из недр земли. Есть немало экспериментальных проектов, в которых эти идеи в той или иной степени реализованы.

Юлия Сысоева/Архитектура Здоровья

Пять ключевых принципов в концепции пассивного дома:

1. Надежная теплоизоляция
Хорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и приятную прохладу летом.

2. Особое внимание — окнам
Окна для энергоэффективного дома должны соответствовать двум условиям. Во-первых, это максимально высокое сопротивление теплопередаче. Такое возможно при использовании низкоэмиссионных стекол, «теплых» дистанционных рамок и заполнении межстекольного пространства в стеклопакетах инертными газами (аргон и криптон), применении многокамерных ПВХ-профилей.

Во-вторых, грамотное расположение. Поскольку окна являются каналами как потерь тепла, так и поступления, рекомендуется ставить их на южном фасаде здания, а на северном свести площадь остекления к минимуму. Посмотрите на схему выше: именно так должен падать свет в пассивном доме.

Josh Wynne Construction

3. Вентиляция с рекуперацией
Системы вентиляции в пассивном доме обеспечивают энергоэффективность благодаря рекуперации тепла.

4. Воздухонепроницаемость
Пассивные дома проектируются герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. Это позволяет увеличить энергоэффективность и минимизировать сквозняки и повреждения ограждающих конструкций из-за излишней влаги.

Да, про «дыхание дерева» в плане вентиляции в таких домах лучше забыть.

5. Проектирование без тепловых мостов
Предотвращение тепловых мостов, слабых мест в оболочке здания способствует равномерному распределению температуры, исключает разрушения из-за влаги и улучшает энергоэффективность.

Все пять принципов можно измерить количественно, и часто эти цифры в несколько раз превосходят требования современных норм для массового строительства.

Ольга Шангина | Photography

Если говорить об удельных величинах потерь тепла на единицу площади или объема здания, то лучший вариант энергосберегающего дома — это шар: у него минимальное соотношение площади оболочки к объему. К тому же построить его можно из вполне доступных материалов.

Другой хороший вариант для энергоэффективного дома — возвести его в форме куба. Отсутствие наружных углов и выступов на фасаде позволяет минимизировать теплопотери даже в условиях сурового климата.

О ПРОЕКТЕ С ФОТО…
В гостях: Деревянный дом-шар под Зеленоградом

Igor Gladkikh

Пример с фото: энергоэффективный дом построен в Новосибирске и мало соответствует традиционным представлениям о жилье в условиях местного резко континентального климата. Однако по-европейски плоская крыша и панорамные окна в пол хорошо вписались в сибирский климат.

«Разуклонку кровли мы не делали, — рассказывает хозяин дома, — зато крышу сделали с заниженным парапетом, образующим углубление 40 см при норме в метр. Поэтому, несмотря на двух с половиной метровые сугробы вокруг дома, ветер выдувает снег с плоской крыши. В результате плиты перекрытия не перегружаются снегом». Кровля дома хорошо утеплена: кровельный пирог состоит из слоя пароизоляции, утеплителя (экструдированного полистирола толщиной 200 мм) и гидроизоляции из полимерной мембраны

О ПРОЕКТЕ С ФОТО…
Личный опыт: Энергоэффективный дом в Новосибирске

Ольга Шангина | Photography

Пример с фото: личный дом архитектора Ольги Макаровой в Новой Москве построен с элементами пассивного дома. Он возведен из кирпича, внутри утеплитель Rockwool, по фасаду — облицовочный кирпич. «Из-за того, что есть расстояние между кирпичом и утеплителем, дом получился очень теплым», — рассказывает мама хозяйки. Кроме того, дом правильно ориентирован по солнцу. А стекла со светоотражающей пленкой задерживают часть УФ-лучей и при этом сохраняют тепло

О ПРОЕКТЕ С ФОТО...
В гостях: Экодом в центре Новой Москвы взамен квартиры

Ольга Шангина | Photography

Пример с фото: энергоэффективный дом в Подмосковье, где вместо привычных бетонных или деревянных стен — стекла, а на первом этаже нет ни единого обогревателя, кроме теплого пола. И при этом в доме (по словам хозяев) никогда не бывает холодно. Все дело в усиленных стеклопакетах толщиной 40 мм и закаленном стекле триплекс, из которого изготовлены порталы. Внутри — энергосберегающий слой, на полу — керамогранит, отличный теплопроводник. Поэтому помещение прогревается очень быстро

О ПРОЕКТЕ С ФОТО...
В гостях: Стеклянный дом на краю обрыва в Подрезково

Борис Бутцев

Пассивный дом в 16 этажей — так тоже можно?
Чаще всего энергосберегающие технологии используют в частных домах. А можно ли сделать пассивным многоэтажный жилой дом? Да, можно. Но сразу оговоримся: смысл есть только для тех, кто платит за тепло «по индивидуальному счетчику» и понимает цену экономии. Если в вашей квитанции отопление рассчитывается по нормативам — нет смысла даже поднимать вопрос на собрании собственников.

Во что выльется переделка обычного дома в энергоэффективный? Чтобы понять, с чем именно придется бороться, давайте разберемся с потерями. Куда именно расходуется тепло из обычного многоэтажного жилого дом?

Автор схемы теплопотерь и теплопоступлений на фото выше — заведующий кафедрой «Городское строительство и хозяйство» одного из сибирских вузов, строительный эксперт. На примере конкретного жилого дома он показывает, сколько тепла теряется через окна и стены, сколько (почти половина общих потерь) — на подогреве вентиляционного воздуха в нормативном объеме, каковы солнечные и бытовые теплопоступления (в сумме они компенсируют потери через стены). Дом построен по нормам второго этапа по энергосбережению в соответствии с градусо-сутками отопительного периода (ГСОП) Омска. Горячее водоснабжение и потребление электроэнергии здесь не учтены.

Борис Бутцев

А диаграммы слева взяты из статьи руководителя Центра энергосбережения и эффективного использования нетрадиционных источников энергии в строительном комплексе Москвы ГУП «НИИМосстрой», доктора технических наук Г.П. Васильева.

Здесь изображена структура тепловых и энергетических потерь современного серийного жилого дома П-44. После повышения уровня сопротивления теплопередаче стен до 3–4 кв.м град/Вт и окон до 0,5–0,6 кв.м град/Вт основной ресурс энергосбережения связан не с дальнейшим утеплением оболочки здания, а с инженерными системами — вентиляции и горячего водоснабжения. Речь идет об утилизации тепла вытяжного воздуха и канализационных стоков.

Получается, даже типовая многоэтажка может приблизиться к пассивному дому. Достаточно просто снизить теплопотери. Как это сделать?

Снижение теплопотерь за счет вентиляции
Есть заблуждение: дескать, снизить вентиляционные тепловые потери можно только за счет теплообмена между приточным и удаляемым воздухом с помощью пластинчатых или роторных рекуператоров. Это не так.

Существует адаптивная вентиляция по реальной потребности, где эффект экономии построен на том, что реально жилые помещения заселены далеко не всегда (люди уходят на работу, дети в школу и т.д.). В пустующих помещениях можно снизить расчетный воздухообмен в разы — без ущерба для качества воздуха.

Борис Бутцев

На фото: автоматическая вытяжная решетка фирмы «Аэрэко» с индикаторами присутствия человека

Делается это автоматически при постоянном мониторинге индикаторов присутствия людей в помещении (концентрация углекислого газа, летучих органических соединений, паров воды, ИК-излучения от людей). Так можно добиться экономии 30–50% тепла, уходящего в вытяжку. Правда, оставшийся воздух уйдет в атмосферу, будучи комнатной температуры.

Борис Бутцев

Максимальный результат дает сочетание двух энергосберегающих технологий в одном приборе. С помощью датчиков углекислого газа и датчиков присутствия / движения в жилых комнатах можно снижать общий уровень вентилирования в суточном режиме, а потом использовать традиционный рекуператор (на фото — рекуператор DXR фирмы «Аэрэко»).

КПД теплообменника системы DXR составляет 82%, а расход воздуха снижается до 50% (учет заселенности помещений). Суммарный эффект по энергосбережению достигает 92%.

Борис Бутцев

Пример применения рекуператора DXR в обычной квартире

Борис Бутцев

В энергосберегающих домах могут использоваться не только центральные рекуператоры, но и локальные. На фото — оконный регенератор фирмы «Ренсон».

Борис Бутцев

Сначала теплый удаляемый воздух нагревает небольшой теплонакопитель, затем, при автоматическом переключении направления воздушных потоков, холодный приточный воздух подогревается.

Борис Бутцев

Тепло удаляемого вентиляционного воздуха можно использовать для подогрева не только приточного воздуха, но и воды. На фото — крышный вентилятор «Аэрэко» с теплообменником «воздух-вода».

Борис Бутцев

Схема утилизации тепла удаляемого вентиляционного воздуха в многоэтажном доме

Борис Бутцев

Снижение потерь тепловой энергии
Из отапливаемого обитаемого дома много тепла теряется не только с удаляемым грязным воздухом, но и с удаляемой теплой водой (после принятия душа, мытья посуды и т.д.). В концепции пассивного дома возврат тепла от этих стоков тоже очень важен. На рисунке — пример, как это можно сделать.

Сергей Семёнов

Для повышения энергоэффективности здания надо максимально сократить потери тепловой энергии, постараться как можно большую часть неизбежных стоков тепла (вентиляция, канализация) утилизировать. Кроме того, решению задачи достижения энергетической независимости здания может помочь использование возобновляемых (условно бесплатных) источников энергии. Это энергия Солнца, Земли и ветра. Подробно останавливаться на этой теме не буду, поскольку для этого требуется несколько отдельных статей. Упомяну лишь, что наряду с привычными решениями вроде солнечных батарей, гелиоколлекторов, ветрогенераторов, можно использовать тепло грунта для отопления дома (тепловые насосы).

Борис Бутцев

Схема прямого использования тепловой энергии от Солнца с помощью гелиоколлекторов

Борис Бутцев

На схеме: тепловые насосы способны использовать тепло окружающего воздуха, воды и грунта для нагрева воды в жилом доме

Вместо выводов
Есть множество мнений, экспертов в том числе, что создание пассивного дома по немецкому образцу в России невозможно или крайне затруднительно по разным причинам (финансовым в том числе). Но это совершенно не отменяет возможности применения различных энергосберегающих технологий для снижения эксплуатационных затрат на отопление зданий. А в том, что уменьшить теплопотери вполне реально даже в суровых условиях Сибири, мы уже убедились.

ВАША ОЧЕРЕДЬ…
Как вы думаете, выгодно ли строить энергоэффективный дом в условиях средней полосы или холодного климата? Какие строительные материалы лучше использовать?

Спонсируемые

NRW | Ihre neuen Lebensräume aus unserer Hand!

Спонсируемые

Wir schaffen Lebensräume aus Design, Architektur & Interior

Пассивный энергоэффективный дом — принципы и технологии строительства

С ростом цен на энергоносители и уменьшением запасов ископаемого топлива очень остро встал вопрос энергосбережения. Одним из основных векторов развития энергосберегающих технологий является энергосбережение в строительстве.

Применение новых подходов к проектированию зданий и сооружений, использование современных строительных материалов и современных устройств учёта энергоресурсов позволило значительно снизить затраты энергии и энергетические потери зданий.

Кроме того, энергосберегающие технологии должны быть доступны, экологичны, не влиять на привычный уклад жизни и быть безопасными для жизнедеятельности человека.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

• 1 Что такое пассивный энергоэффективный дом
• 2 Технологии строительства энергосберегающего дома
• 3 Ориентация энергосберегающего дома на участке
• 4 Форма пассивного дома
• 5 Внутренняя планировка пассивного дома
• 6 Используемые строительные материалы
• 7 Сложности при проектировании и строительстве

Что такое пассивный энергоэффективный дом

Пассивный энергоэффективный дом – это здание с малым потреблением энергии (на отопление и бытовые нужды). В идеале, пассивный дом вообще не должен нуждаться в отоплении обычными способами. Пассивный дом позволяет снизить расход энергии в десятки раз. Такая эффективность достигается применением новых технологий, увеличивающих теплоизоляцию здания.

Речь идёт не только о новых строительных материалах, но и о новом подходе к проектированию сооружений. Размеры дома стараются снизить, убрать все утечки тепла и использовать нетрадиционные источники энергии для поддержания оптимальной температуры внутри здания (например, использовать энергию солнца для подогрева воды).

Технологии пассивного дома особенно эффективны в общественных зданиях, где приток тепла идет от большого количества посетителей, что способствует снижении энергетических затрат.
А в Киеве в 2012 году от слов перешли к делу, и построили такой пассивный энергосберегающий дом.

Термин пассивный дом часто располагают рядом с энергонезависимым домом и домом энергия плюс. Это означает, что наряду с идеальными теплоизоляционными материалами и технологиями, применяются инженерные решения, позволяющие вовсе отказаться от потребления внешней энергии, а в некоторых случаях ещё и вырабатывать сверх требуемых норм.

Для этого пассивные дома оборудуют блоками солнечных батарей, совмещённых с аккумулирующими устройствами.

В тех климатических зонах, где это возможно, на помощь солнцу приходят ветряки. В некоторых зонах, где близко к поверхности земли находятся термальные воды, можно использовать их энергию – распространено на Камчатке, некоторых районах Байкала, в Тюменской области Уральского региона.

Дом, который остаётся комфортным для проживания без дополнительного отопления, а также не использует электроэнергию и прочие ресурсы для собственных потребностей можно назвать энергонезависимым. А если получаемой энергии хватает ещё и на другие нужды – то это будет дом энергия плюс.

Вернуться к оглавлению

Технологии строительства энергосберегающего дома

При строительстве пассивного дома применяют как традиционные материалы (дерево, кирпич), так и нетрадиционные строительные блоки из вторичного сырья. И конечно, большое количество домов строится из современных материалов с малой теплопроводностью.

Тепло из строения выходит через ограждающие конструкции – стены, пол, крышу и окна. При строительстве пассивного дома используется несколько слоев теплоизоляции. Она препятствует проникновению холода из внешней среды и потерям тепла из самого здания. При строительстве утепляются все ограждающие конструкции, что снижает потери тепла в 10-20 раз.

В отличие от традиционной вентиляции зданий, в пассивном доме весь воздух проходит через систему рекуперации. Это позволяет забрать отработанное тепло и вернуть его обратно в помещения, а не выпускать наружу.

Большое внимание уделяется окнам. При строительстве применяются 2-3 камерные стеклопакеты, а стыки между окнами и стеной тщательно герметизируют и утепляют. Зачастую используются различные размеры окон, зависящие от стороны света (самые большие окна выходят на юг).

Вернуться к оглавлению

Ориентация энергосберегающего дома на участке

Для строительства пассивного дома выбирается подходящее место. В идеале нужно выбрать такой участок, который будет максимально, насколько это возможно защищён от воздействия неблагоприятных внешних факторов. Но при этом должен иметь максимальное освещение солнечным светом.

Если участок выбирать не приходится, тогда нужно правильно расположить здание на имеющейся земле. В данном случае необходимо учесть множество факторов. Строение должно быть максимально ориентировано на юг. Свет солнца не должны загораживать соседские постройки, заборы, насаждения. Это необходимо, чтобы в любое время года – зимой и летом – солнечные лучи максимально попадали в дом и нагревали внутреннее пространство.

Прежде чем строить дом, необходимо получить в местном отделении гидрометцентра информацию о розе ветров. Это позволит определить самое ветряное направление и принять меры по защите здания. Это может быть высаженное зелёное заграждение, поставленный забор, соседский дом или любое другое эффективное решение. Барьерная защита дома от ветра исключит выдувание тепла из здания, уменьшит теплопотери.

Вернуться к оглавлению

Форма пассивного дома

Очертанию здания и экстерьеру в целом предъявляется не меньше требований, чем к выбору участка, где будет расположено строение. Любой дом теряет тепло через ограждающие поверхности, чем больше их площадь – тем сложнее прекратить этот процесс. К ограждающим поверхностям относятся все наружные конструкции: стены, пол, крыша, окна, двери.

Поэтому все проекты пассивных домов рассчитываются таким образом, чтобы при сохранении максимально полезного внутреннего объёма, площадь наружных поверхностей была минимальной.

Отсюда все проекты пассивных домов делают очень компактными, без лишней вычурности и роскоши в экстерьере. Здесь недопустимы одноэтажные здания с большим пятном застройки, излишние архитектурные решения в виде эркеров и балконов. Также проекты лишают внутренних углов и сложной геометрии вообще. Чаще всего такие дома оснащаются односкатной крышей, что позволяет экономить на строительных материалах, упрощать конструкцию кровли, удалять мостики холода, а также обеспечивает максимальную инсоляцию внутренних помещений.

Размещение окон, их размер и количество также строго регламентируется. Окна в пассивном доме являются как способом потери тепла, так и способом его аккумулировать. Конечно, сами окна не могут накапливать энергию, зато они пропускают солнечный свет, который освещает и обогревает внутренние помещения, а при должном обустройстве внутренних перегородок, ещё и аккумулируется.

Окна в энергосберегающем доме располагаются по следующему принципу:

• Максимальное количество окон (до 70-80%) на южном фасаде здания. Количество и размер подбирается таким образом, чтобы солнечные лучи в любое время года (зима и лето) проникали максимально глубоко в помещение, в идеале – доставали дальнюю стенку, нагревая её;
• Восточная (20-30%) и западная (0-10%) сторона оснащается окнами в меньшей степени. Они почти не способствуют получению энергии, а больше нужны для естественного освещения. С ветряной стороны количество окон должно стремиться к нулю;
• Северный фасад здания делается глухим. Солнца с той стороны практически не бывает, поэтому окно будет выполнять только функцию теплоотдачи.

Пассивный дом предполагает использование только специальных окон – энергосберегающих. Такие окна оснащены двух- и трёхкамерными стеклопакетами. Также отдельное внимание уделяется их установке.

Места стыков тщательно обрабатывают, герметизируют и утепляют, что позволяет предотвратить лишние потери тепла.

На этом видео можете посмотреть пример оборудования полностью независимого от внешних систем электроэнергии пассивного дома.

Вернуться к оглавлению

Внутренняя планировка пассивного дома

Также будет отличаться от планировки обыкновенного коттеджа. Проектировщики энергосберегающих зданий ставят во главу правила фэн-шуй. И даже неудобство потребителей (хотя этот фактор полностью учтен), а принципы сохранения тепла и энергии, и больше того – их аккумуляции.

Для этого все помещения в доме должны быть разделены на две части – жилую, к которой будут относиться спальные комнаты, гостевые, гостиная, детские. И буферную – это те помещения, которые делают жизнь комфортнее: кухня, санузлы, кладовые и подсобные помещения, гардеробные, холл, прихожая.

Идеальной планировкой будет считаться такое расположение этих помещений, которое обеспечит нахождение жилой зоны в юго-восточной части здания, а для всех остальных помещений оставит северную и западную части дома. Чем менее значительным будет помещение, тем ближе к северной стене оно может располагаться.

Кроме этого, отличительной чертой планировки помещений в пассивном доме можно назвать небольшую общую площадь каждой комнаты. Играет роль не конкретные размеры, а удаленность помещения от окна вглубь дома. Чем дальше от окна будет располагаться противоположная стена, тем сложнее будет прогреть помещение естественным солнечным светом, а также аккумулировать излишки энергии.

Согласно расчётам, идеальной формой пассивного дома признана полусфера, стоящая срезом на земле. На практике создать такую конструкцию крайне сложно, поэтому энергосберегающие дома пытаются создать более привычной формы. Но при сохранении классических форм и знакомых очертаний интерьера, необходимо обеспечить проникновение солнечных лучей как можно глубже внутрь дома.

Вернуться к оглавлению

Используемые строительные материалы

Для строительства пассивного дома могут применяться самые различные материалы. Здесь и дерево, и кирпич, и газобетон.

Большое внимание уделяется не самим конструкционным материалам, а различным утеплителям и изоляторам. Именно от качества последних будет зависеть успех всего мероприятия.

Дом необходимо не только утеплить, чтобы удержать внутри накопленное тепло, но и герметизировать. Именно с этим пунктом чаще всего и возникают проблемы.

Самыми уязвимыми местами считаются стыки конструкций: углы, места примыкания стен к полу, стен к потолку, оконные и дверные проемы. Им стоит уделять более пристальное внимание.

Утеплять нужно не только изнутри. Качественного утепления требует и наружные части здания. Речь идёт о стенах, кровле и фундаменте. Причем об утеплении последнего необходимо задумываться ещё на этапе закладки здания, сразу после завершения земляных работ.

На втором месте стоит качество самого утеплителя. Его количество необходимо выбирать в зависимости от конкретного региона, где строится дом, исходя из климатических особенностей.

Количество утеплителя для дома в Сочи и в Северобайкальске будет абсолютно разным. Кроме элементарной толщины, необходимо смотреть на такие качества, как теплопроводность, паронепроницаемость и теплоотражающие свойства.

Утеплитель должен быть уложен качественно. Недопустимы расстояния между плитами утеплителя, разрывы и прорехи. Идеальным считается глухая монолитная укладка, чего очень трудно добиться на практике. Лучшие показатели в этом плане остаются у эковаты – современного жидкого утеплителя, созданного на основе переработанной бумаги. Она наносится на подготовленную поверхность методом распыления.

Для внутренней отделки здания лучше использовать натуральные материалы, способные притягивать солнечную энергию и аккумулировать её. Для этого можно использовать полнотелый кирпич или полнотелые бетонные блоки.

Из них должны быть выложены внутренние перегородки. От классического гипсокартона лучше отказаться, так как он не обладает аккумулирующими свойствами.

Стены из полнотелого кирпича или бетона, отделанные глиняной штукатуркой, позволят не только накопить энергию солнечных лучей, полученную за день, но ещё и постепенно отдавать её обратно дому. Тёмный цвет стен, расположенных напротив окон, позволит сделать эту процедуру более эффективной. Для отделки фасада здания также рекомендуется выбирать более тёмные оттенки, чтобы притягивать солнечную энергию.

Вернуться к оглавлению

Сложности при проектировании и строительстве

При проектировании и строительстве пассивного дома не удается избежать трудностей, влияющих на итоговый результат. К ним можно отнести ошибки и неточности при проектировании. Низкое качество строительства (ошибки при монтаже конструкций приводящие к увеличению тепловых потерь).

Стоит отметить, что отсутствие поддержки от государства тормозит развитие этой технологии. Это относится не только к России, но и ко многим другим странам. Технология пассивного дома активно развивается в странах, известных своими экологическими и энергосберегающими программами – Финляндия, Дания и т.д.

так ли дороги в реализации

Проекты

Мое строительство

Что вы получите?

• планировки с линейными размерами
• общение с другими пользователями
• информация о реализации проектов Z500 в вашем регионе
• собственный строительный блог
• отслеживание событий в других строительных блогах
• добавление в избранное, сравнение

зарегистрироваться / войти

m²

ПЛОЩАДЬ

СПАЛЬНИ

23456+

1

2

3

4

5

6+

+1

ОК

ЭТАЖИ

• мансардные
• 2-этажные
• 1-этажные
• с возможнотью обустройства мансарды
• с подвалом
• с цоколем

ОК

Детальный
поиск

Энергосберегающий, пассивный или экодом…Эти новые стандарты малоэтажного строительства воспринимаются застройщиками как очень дорогостоящими в воплощении. Это верно, ведь создание независимых альтернативных источников энергии нельзя назвать доступным удовольствием. Но кроме внедрения подобных технологий в проекты энергосберегающих домов включены другие доступные, но не менее эффективные решения. В этой статье мы подробнее расскажем об этих разработках.

В период эксплуатации современный теплый дом потребляет энергию в следующих пропорциях:

• всего лишь 1% во время строительства,
• около 14% приходится на материалы,
• на протяжении срока эксплуатации и его отопления — оставшиеся 85%.

Уменьшить самую серьезную статью затрат можно путем закладки в проект энергосберегающего дома утеплителя достаточной толщины, эффективно сохраняющего тепло материала стен, эффективного электрического и отопительного оборудования, позволяющего сэкономить на отоплении дома без ущерба качеству жизни. При этом проект должен выполняться в соответствии с общими нормами и правилами энергосберегающей архитектуры. Какой же объем энергии удастся сэкономить посредством эффективного оборудования для отопления? В сравнении с обычным домом экономия достигает 40%! Таких показателей можно достичь как простыми решениями, готовыми к сиюминутному использованию, так и сложными, сопряженными с большими затратами, методами, основанными на профильных технических и инженерных знаниях, квалификации бригады монтажников и высоком профессионализме проектантов.

• Экономить до 100 Вт энергии в сутки можно за счет отключения от розеток домашних приборов, находящихся в режиме ожидания Stand By.
• Путем замены холодильников на модели класса высокого энергосбережения А+++, можно снизить затраты энергии на 20%.

Современный энергоэффективный дом: метод рекуперации тепла

Осознанной необходимостью для любого герметичного здания является система вентиляции с предусмотренной рекуперацией тепловой энергии. Немецкий архитектор Вальтер Браун на конференции, организованной компанией Rehau, выдвинул мысль о значительной экономии тепла с помощью рекуперации. При потребляемой мощности рекуператора в 3,8 кВт/ч он позволяет сэкономить до 25% тепловых энергозатрат. Достоинством рекуператора является не только экономия тепла, но и поддержание в помещениях высокого качества воздушной среды. Посредством естественной вентиляции теряется до 40% доставляемой тепловой энергии.

Современный энергосберегающий дом и метод возобновления энергии

Применение ветрогенератора, использование солнечных батарей и коллектора способно значительно уменьшить затраты на обогрев зданий.

Проектирование энергоэффективных домов: вопросы изоляции

Энергосберегающий дом немыслим без эффективно работающей изоляции наружных ограждающих конструкций, которая сохраняет тепло. До 20% теплопотерь происходит через наружные стены, около 35% уходит через кровлю и до 35% — через пол. Увеличением слоя утепления можно сократить потерю тепла. Тепловая минераловатная изоляция с лихвой окупит себя по стоимости и характеризуется отсутствием вредных свойств.

Проектирование энергосберегающего дома сопряжено с рядом особенностей:

• Небольшой объем и компактность разрабатываемого проекта определяют его недорогое содержание.
• Приоритет в выборе кровли двухскатной конструкции простой формы. Выбор оптимального соотношения площади постройки с её объемом (А/V). Дом будет тем теплее, чем меньше это соотношение. Это и определяет актуальность компактных форм, минимум кровельных скатов и применение мансардной или двухэтажной конструкции. Поскольку основные теплопотери приходятся на кровлю, одноэтажный дом потребляет на 17% больше тепловой энергии за счет увеличенной площади кровли.  
• Ориентация окон на южную сторону и обеспечение их большой площади в целях максимального использования солнечного тепла и света.

Проектирование и строительство энергоэффективных домов следует вести с учетом следующих принципов зонирования:

• Расположение на юге и западе жилой зоны и на севере – технических и подсобных помещений.
• В жилых помещениях рекомендуется встраивание элементов большой площади, способных накапливать энергию.
• Для южно ориентированных помещений рекомендуется использовать навесы и солнцезащитные прикрытия, что поможет затенить комнаты от перегрева и обеспечит доступ света в зимний период.
• Следует отказаться от размещения в доме помещений, способствующих потере энергии. К ним относятся балконы, образующие мостики холода. Балконная плита играет роль автомобильного радиатора, примыкая к перекрытию и работая на его охлаждение. Для обогрева любых архитектурных форм сложной конструкции, будь то выступы или эркеры, потребуется больше тепла.  
• Удержать тепло в доме можно посредством веранды или зимнего сада. Они способны не только сэкономить тепло, но и предотвратить охлаждение помещений. Тепловые потери, происходящие сквозь стены, примыкающие к подобной буферной зоне, минимальны. 

Итак, сделать свой дом более теплым можно несколькими способами. Если результатом проектирования все же не станет полностью пассивный дом, потребляющий в год около 15 квт/м2, то снижение затрат на отопление будет реально ощутимо. Причем это будет долгосрочный результат, позволяющий экономить в течение всего периода эксплуатации вашего жилища.

Оцените статью

(

Оценок: 0

Средняя: 0

)

Мы используем файлы cookie для сбора и обработки персональных данных для правильной работы Ваших настроек на сайте. Продолжая работать на сайте, вы соглашаетесь с их использованием. Дополнительную информацию вы найдете в политике конфиденциальности. Чтобы ограничить использование cookie, нажмите здесь.

Сохранить тепло: как строят дома по энергоэффективным технологиям :: Загород :: РБК Недвижимость

Покупателей жилья все чаще волнует вопросы, связанные не только с эксплуатационными характеристиками жилья, но и с его экологичностью и энергоэффективностью

Наиболее оптимальный дом с точки зрения энергоэффективности

Строительство — одна из самых перспективных отраслей в сфере применения принципов устойчивого развития (ESG). В мире активно развивается так называемое «зеленое» строительство, а технологии с приставкой «эко» все чаще применяются девелоперами при возведении современных жилых объектов, а также офисных и торговых помещений.

В массовом сегменте «зеленые» технологии пока ограничиваются вопросами энергоэффективности, но все больше покупателей начинают обращать внимание на различные экотехнологии. К ним относится строительство энергоэффективных «теплых» домов, которые позволяют лучше сохранять тепло и уменьшить потребление энергии на обогрев дома.

14 октября 2021 года РБК проведет конгресс ESG–(Р)Эволюция. В нем примут участие руководители крупнейших российских и мировых компаний, а также главы ведомств, отвечающих за ESG-повестку. Мероприятие будет первым крупным форумом по ESG в России. Чтобы принять в нем участие, пройдите по ссылке.

www.adv.rbc.ru

Что такое энергопассивный дом

Термином «энергопассивный дом» обозначают жилое строение, теплоэффективность которого с учетом потерь тепла через пол, стены, потолок, двери и окна на 30% выше, чем у стандартных коттеджей. Уже на этапе подготовки проекта энергоэффективного дома следует стремиться к минимальным потерям тепла во всех этих составляющих здания. Так достигается баланс между выгодой в эксплуатации и специальным дополнительным утеплением.

Эксперты в статье:

• Илья Бузик, руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект»
• Станислав Лобанов, директор по маркетингу управления недвижимости компании Millhouse
• Олег Новосад, директор департамента загородной недвижимости компании «Инком-Недвижимость»

Энергопассивными считаются дома, в которых энергия для поддержания здорового климата в помещении снижена до максимально низкого уровня. Такие здания практически энергонезависимы. Тепловые потери пассивного дома составляют менее 15 кВт час на 1 кв. м в год. При этом, в обычных домах на обогрев тратится до 300 кВт час на 1 кв. м в год, поясняет руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект» Илья Бузик.

Считается, что энергопассивные дома — самые совершенные с точки зрения комфорта внутреннего климата помещений. При их строительстве применяются современные строительные материалы и конструкции и новейшее инженерное оборудование. «Но у таких домов есть два минуса — высокая себестоимость и очень небольшое число проектировщиков и строителей, которые владеют всеми нужными технологиями. Технологических решений в России пока мало, так как из-за дороговизны этим не занимаются и необходимые компетенции у специалистов отсутствуют», — замечает директор департамента загородной недвижимости компании «Инком-Недвижимость» Олег Новосад.

«Энегропассивный дом предполагает наличие надежной теплоизоляции и системы вентиляции с рекуперацией, продуманное расположение окон и их высокую сопротивляемость температурным воздействиям, воздухонепроницаемость и проектирование без тепловых мостов», — говорит директор по маркетингу управления недвижимости компании Millhouse Станислав Лобанов.

Уже на этапе подготовки проекта энергоэффективного пассивного дома следует стремиться к созданию минимальных потерь тепла сразу во всех этих составляющих здания (Фото: «Инком-Недвижимость»)

Читайте также: Комфортное жилье в России: какие новостройки возводят сегодня девелоперы

Что такое энергопассивный дом

Строительство энергопассивного дома предполагает некоторый план действий еще на стадии проектирования. Нужно учесть использование солнечной энергии, максимальную естественную инсоляцию здания, сделать упор на внутренние источники тепла и рекуперацию. В теплое время года использование кондиционера минимизируется за счет затенения зданий, использования зеленых насаждений в качестве естественного барьера. Так же важно соблюдение принципов зонирования территории, правильной геометрии здания и ориентации по сторонам света.

Особенности строительства

Часто под энергопассивным и экологичным домом подразумеваются здания, построенные из традиционных природных материалов или переработанных отходов — газобетона, дерева, каменя, кирпича, хотя каменные дома холодные, а некоторые современные утеплители не являются природными материалами. В последнее время стали появляться энергопассивные дома из продуктов переработки неорганического мусора — бетона, стекла и металла. В Германии построены заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий.

Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется высокоэффективная наружная теплоизоляция ограждающих поверхностей.

Энергоэффективный дом в Барнауле (Фото: barnaulgp.ru)

Снаружи дом герметичен — окна не должны открываться. Крыша в таких домах, как правило, плоская, с белым покрытием для отражения солнечного света летом. Внутри же напротив, материал должен быть открыт, накапливать и отдавать тепло зимой и сохранять прохладу в летний период.

Вентиляция и проветривание в таких домах осуществляются через рекупиратор (теплообменник), с отводом лишнего тепла. Нагрев воды в зимнее время проводится при помощи теплового насоса, который использует тепло земли и установлен ниже глубины промерзания грунта. В энергопассивных домах часто дополнительно используют солнечные батареи, нагрев воды происходит под воздействием тепла солнца и аккумулированной электроэнергии.

Читайте также: Пандемия задала новые тренды в экостроительстве: что внедряют девелоперы

Главное — герметичность

Хорошо теплоизолированная оболочка здания сохраняет тепло зимой и обеспечивает приятную прохладу летом. «Использование низкоэмиссионных стекол, «теплых» дистанционных рамок и заполнение межстекольного пространства инертными газами (аргоном и криптоном) в стеклопакетах, а также применение многокамерных ПВХ-профилей уменьшает потери тепла через окна. Расположение окон на южном фасаде и сведение их площадей к минимуму на северном также обеспечивает экономию расхода тепла», — говорит Станислав Лобанов.

Пассивные дома должны быть герметичными, чтобы исключить фильтрацию воздуха через наружную оболочку. «Это позволяет увеличить энергоэффективность, минимизировать сквозняки и повреждения плесенью ограждающих конструкций из-за излишней влаги. Проектирование без тепловых мостов способствует равномерному распределению температуры и тоже исключает разрушения из-за влаги. Кроме того, улучшению энергоэффективности дома способствует система вентиляции с рекуперацией тепла», — говорит Илья Бузик.

При строительстве энергоэффективных пассивных домов применяются современные строительные материалы и конструкции и новейшее инженерное оборудование (Фото: «Инком-Недвижимость»)

Илья Бузик, руководитель отдела авторского надзора Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект»:

— В качестве примера можно привести типовой проект энергоэффективного дома со стенами из деревянного бруса сечением 50х150 мм. Его каркас обшит ориентированными стружечными плитами (ОСП) в полтора раза больше по прочности, чем дерево. Пространства между плитами толщиной 150 мм заполнены, например, пожароустойчивым пеноизолом. Каркас стеклянной галереи изготовлен из фасадного алюминиевого профиля, для остекления применено самоочищающееся бактерицидное стекло толщиной 6 мм. Зеркальное покрытие стекла отражает лучи высокого летнего солнца, защищая стены от перегрева, и хорошо пропускает тепло зимнего солнца, которое ходит низко от горизонта.

Читайте также: Застройщики выходят на загородный рынок: кто будет строить частные дома

В России все на начальном этапе

В России комплексный подход к рациональному использованию ресурсов находится на начальном этапе развития. Проекты, сертифицированные по западным экостандартам, только начинают появляться. Например, в Сколково строится жилая, коммерческая и социальная инфраструктура в соответствии с международными стандартами эко сертификации BREEAM, Well и Fitwel.

«Затраты на возведение такого дома часто превышают обычное строительство примерно на 20% и окупаются в течение 10 лет. Пока энергопассивные дома не имеют массового спроса в России. Застройщики неохотно берут на себя ответственность за энергосбережение. Строительство энергосберегающих домов возможно только по инициативе заказчика, будущего собственника домовладения», — отмечает Олег Новосад.

Пассивный дом в Тамбове (Фото: zaggo.ru)

А как у них

• В Дании расположен комплекс Green Lighthouse. Это административное здание университета Копенгагена. В комплексе размещены учебные центры, конференц-залы и администрация университета. Энергосбережение на 75% обеспечивается дизайнерскими и архитектурными решениями. Здание расположено таким образом, что большая его часть ориентирована на юг, что дает максимально эффективное использование естественного света. Окна и двери комплекса снабжены специальными защитными слоями, которые препятствуют нагреванию помещения в теплое время года. Это решение позволило радикально сократить использование кондиционеров.
• В Страсбурге совсем недавно появился энергопассивный жилой комплекс Elithis Danube. За счет расположения на южную сторону и максимальную инсоляцию башня способна аккумулировать солнечную энергию, а затем использовать ее для автономного энергообеспечения. Солнечные панели расположены по всему фасаду здания, а система «умный» дом регулирует естественную инсоляцию в помещениях.
• Самодостаточный солнечный дом Heliotrop находится в немецком Фрайбурге. Именно этот город считается одним из эталонных в мире по части применения «зеленых» технологий. А пригород Фрайбурга — Вобан — это целый район из активных зданий. Его жители также полностью отказались от использования автотранспорта. Уникальность дома Heliotrop в том, что он генерирует энергии в пять раз больше, чем потребляет. Отопление, горячее водоснабжение, электричество — все обеспечивается исключительно за счет солнца.
• Комплекс Beddington Zero Energy Development построен в округе Саттон в 15 км от Лондона и включает в себя 99 квартир и 1,5 тыс. кв. м офисов. В основном, коммерческие площади здесь занимают архитектурные и строительные компании, в числе которых архбюро Билла Данстера — одного из главных авторов проекта BedZED. Большинство жильцов комплекса работают здесь же. При этом они почти не пользуются автомобилями.
• Zero Carbon Building (ZCB) находится в Гонконге в районе комплексной застройки Kowloon Bay. Этот проект служит реальным доказательством того, что соответствовать стандартам Triple Zero здания могут и в условиях субтропического климата. Это одно из самых технологичных зданий мира с нулевым уровнем эмиссии углерода. ZCB производит больше энергии, чем потребляет, при этом излишки энергии направляются в энергосистему города.

Ученые ЮУрГУ разрабатывают проект энергоэффективного дома

В Южно-Уральском государственном университете ведутся работы над проектом энергоэффективного дома. Ученые Политехнического и Архитектурно-строительного институтов, а также Высшей школы электроники и компьютерных наук  разрабатывают уникальный проект.

Основная идея проекта – сделать не просто красивый, комфортный и эффективный с точки зрения потребления ресурсов дом, а создать для россиянина особую среду обитания, которая максимально полно удовлетворяла бы его физические, психологические и эстетические потребности.  

Декан Энергетического факультета, заведующий кафедрой «Теоретические основы электротехники» Сергей Ганджа рассказал, как появилась идея создания такого дома, в чем его уникальность и сколько времени уйдет на строительство.

– С какими проблемами сталкивается человек, который хочет построить дом?

− В России для человека сделать идеальное жилье очень важно, потому что вся жизнь россиянина проходит в непростых климатических и социально-экономических условиях. Такое жилье должно гармонично сочетать в себе и ландшафтный дизайн, и продуманный с точки зрения эстетики и комфорта интерьер, и экономное потребление ресурсов (тепла, электричества и воды).

К сожалению, на сегодняшний день популярна такая схема: свободные участки земли разделяют на квадраты и распродают, а там уже кто как может, тот так и строит себе дом. В результате и происходит нарушение этой тонкой гармонии. Человек, может потратить время и большие деньги, но не получить физического и душевного комфорта, к которому он постоянно стремится. Ему приходится жить среди некрасивых зданий с высокими заборами, с неудобным внутренним интерьером и при этом платить большие деньги за неэффективную систему центрального снабжения ресурсами.

СМИ очень часто обсуждают тему глобальной российской идеи, которая могла бы воодушевить россиян и вывести экономику на путь постоянного и мощного развития. Такие идеи были в стране всегда. Раньше это был космос, освоение ядерной энергии, создание мощной обороны. Сегодня такой идеей может быть создание гармоничной комфортной среды обитания для жителей России. Ее реализация потребует развитие дорожной инфраструктуры, индустрии новых материалов, компьютерных технологий умного дома. За рубежом идут в направлении такого развития, и нам не следует отставать.

– Как появилась идея создания такого необычного  дома?

− Идея зародилась на Энергетическом факультете. Мы были приглашены на выставку «Избушка», где собирались производители коттеджного строительства, которые рассказывали о своих проектах. Там были интересные предложения, которые по отдельности решали какие-то проблемы. Но невольно возникал вопрос: «Допустим, ты имеешь неограниченные ресурсы. В каком из этих коттеджных комплексов тебе бы хотелось жить?» Ни к одному из этих домов душа не легла, потому что ни один из проектов не удовлетворял полностью требования этого гармоничного комфорта. И тогда возникло желание такой проект создать.

– Почему вы для реализации проекта объединили усилия нескольких факультетов?

− Наш проект достаточно сложный, силами только Энергетического факультета задачу не выполнить. В настоящее время все сильные технические идеи рождаются на стыке дисциплин. Ректор, в плане стратегического развития университета, настроил нас на эту междисциплинарную кооперацию.  Мы объединили усилия трех факультетов: Энергетического, Архитектурно-строительного и одного из факультетов Высшей школы электроники и компьютерных наук. При этом энергетики решают проблему ресурсообеспечения, архитекторы — задачи внутреннего интерьера и ландшафтного дизайна, специалисты по компьютерным технологиям делают дом умным. Для реализации такого комплексного проекта у нас в вузе имеются очень мощные научно-технические заделы. На Энергетическом факультете мы активно развиваем альтернативные источники энергии: ветроэнергетику, солнечную  энергетику, тепловые насосы. Архитектурно-строительный факультет имеет опыт прекрасного дизайна. Высшая школа электроники и компьютерных наук будет работать над цифровизацией умного дома.

– В чем особенность вашего проекта и самого энергоэффективного дома?

− В нашем проекте комплексно решаются все проблемы создания комфортной среды обитания. Особенность нашего будущего дома заключается в том, что он будет сам себя обеспечивать всем необходимым. Например, тепло он будет получать через тепловые насосы, которые берут геотермальное тепло из земли. Электричество он сможет получать через альтернативные источники энергии: солнечные батареи и ветроустановки. Вода в такой дом будет поступать из земли через скважину. Такой дом можно будет построить практически в любом месте, и он сам сможет себя обеспечить всем необходимым. Также был учтен ландшафтный дизайн: рядом с домом будет построена беседка для созерцания заката и восхода, площадка для детей, необходимые хозяйственные постройки и многое другое. У нашего участка не будет забора. Вместо него по периметру будут размещены низкорослые кустарники, которые и станут ограждением. Участок будет вписан в природный ландшафт без его нарушения. Прорабатываются варианты создания таких домов для проживания одного, двух и трех поколений, то есть своего рода родовых гнезд, как это было раньше в России.  Из таких энергоэффективных домов мы будем строить экологически чистые поселки, учитывающие особенности уральской природы. Поскольку дом не требует централизованного снабжения, количество домов в поселении будет каждый раз определяться индивидуально. Ориентировочно это будут экопоселения от 10 до 40 домов.  Также в нашем проекте мы планируем запретить индивидуальное частное строительство. Это будет специализированное предприятие, которое на высокопрофессиональном уровне станет строить энергоэффективные дома и поселки под ключ. Сколько бы ни было денег у человека, самому ему будет сложно комплексно решить все вопросы такого наукоемкого и технологически сложного строительства. А без комплексного решения всех вопросов, мы придём к результату, который имеем сегодня.

– Сколько времени уйдет на строительство энергодома?

− Для реализации такого сложного проекта нужны деньги. Мы, совместно с архитекторами и специалистами по компьютеризации  хотим подать заявку на грант, который рассчитан на три года, и деньги мы планируем потратить не просто на то, чтобы сделать все необходимые расчеты, нарисовать чертежи и построить дом. Мы хотим создать систему автоматизированного проектирования (САПР) таких домов. У ЮУрГУ есть суперкомпьютерный центр, который позволяет сделать любые расчеты и любое моделирование. Также у нас имеется индустриальный партнер, который заинтересован в этом проекте, готов вложить свои средства и построить этот дом вместе с нами.

– Чем такой проект будет полезен для ЮУрГУ?

− Этот проект хорошо вписывается в стратегию развития наших факультетов и университета в целом, а именно — в проектное обучение. Мы будем активно задействовать студентов. Они смогут в реальном проекте принимать конкретное участие: разрабатывать энергетические системы, интерьеры, автоматизацию и многое другое. Первый построенный энергоэффективный дом планируем использовать, как лабораторию для научных исследований и учебного процесса, для отработки всех технологических процессов и дальнейшего развития этой идеи.

12 шагов к энергоэффективности и доступным домам с нулевым потреблением энергии

Строительство и проектирование доступных домов с нулевым потреблением энергии — максимальная энергоэффективность — включает 12 комплексных шагов , в которых используются общедоступные строительные материалы и оборудование, а также простые в освоении стратегии строительства . Следуя этим шагам, вы можете построить новый дом, который будет доступен по цене и будет стоить меньше.

3. Оптимизация с помощью моделирования энергопотребления

Энергопотребление дома должно быть оценено на этапе проектирования с использованием программного обеспечения для моделирования энергопотребления, чтобы гарантировать, что цель нулевого потребления энергии может быть достигнута при снижении затрат. На основе результатов можно сделать или изменить выбор конструкции, чтобы сбалансировать производительность здания и стоимость строительства.

ПОДРОБНЕЕ

4. Супергерметизация ограждающих конструкций

Супергерметизация ограждающих конструкций является единственной наиболее рентабельной мерой, которую строители могут предпринять для повышения энергоэффективности дома с нулевым потреблением энергии. Доступны несколько проверенных подходов к герметизации воздуха. Выберите подход, который соответствует вашему климату, навыкам и бюджету.

ПОДРОБНЕЕ

5. Суперизоляция ограждающей конструкции

После воздухонепроницаемости дома суперизоляция дома может быть второй наиболее рентабельной стратегией создания дома с нулевым потреблением энергии. Моделирование энергопотребления, как упоминалось выше, может помочь вам оптимизировать уровни изоляции потолка, стен и пола. Выбирайте стратегии каркаса, которые облегчают изоляцию ограждающих конструкций и минимизируют тепловые мосты.

ПОДРОБНЕЕ

6. Используйте окна и двери с высокой изоляцией

Окна и двери подобны большим энергетическим дырам в хорошо изолированной, воздухонепроницаемой оболочке здания и являются третьей по рентабельности возможностью сделать дом энергоэффективным. Контролируйте потери и приток тепла окнами и дверями, выбирая подходящие оконные и дверные изделия, тщательно размещая их и оптимизируя их размер и ориентацию.

ПОДРОБНЕЕ

7.

Поскольку дома с нулевым потреблением энергии настолько герметичны, для их успеха критически важны непрерывный источник свежего фильтрованного воздуха и контроль влажности. У этой потребности в вентиляции есть серебряная подкладка: дома с нулевым потреблением энергии здоровее и комфортнее, чем стандартные дома. Высокоэнергоэффективные системы вентиляции, известные как системы вентиляции с рекуперацией тепла (HRV) или системы вентиляции с рекуперацией энергии (ERV), удаляют загрязненный воздух, рекуперируя его тепло и возвращая это же тепло в дом со свежим воздухом.

ПОДРОБНЕЕ

8. Выберите энергоэффективную систему отопления и охлаждения

Высокоэффективные и экономичные системы отопления и охлаждения необходимы для достижения цели нулевого энергопотребления. Одним из хороших вариантов является безканальный тепловой насос с источником воздуха, также называемый тепловым насосом с мини-сплит-системой. Эти системы очень энергоэффективны и не имеют недостатков центральных систем с принудительной подачей воздуха или высокой стоимости тепловых насосов.

ПОДРОБНЕЕ

9. Нагревайте воду с умом

Нагрев воды часто является самым большим расходом энергии в доме после отопления и охлаждения. Поэтому для проектировщиков и строителей важно выбрать и разместить эффективную технологию нагрева воды, наряду с другими мерами, чтобы свести к минимуму потребление горячей воды.

ПОДРОБНЕЕ

10. Установите энергосберегающее освещение

Минимизация потребления энергии для освещения и оптимизация освещения для жильцов — важная особенность домов с нулевым потреблением энергии. Светодиодные светильники идеально подходят для этих задач. Они более энергоэффективны, чем компактные люминесцентные лампы, служат на много лет дольше и не содержат ртути. Кроме того, они могут удовлетворить различные потребности в освещении: от очень яркого белого света до мягкого теплого света. Выбор правильных светодиодных ламп для задачи, стратегическое расположение источников света и максимально эффективное использование естественного света могут значительно сократить потребление энергии в доме.

ПОДРОБНЕЕ

11. Выберите энергоэффективные приборы и электронику

Поскольку дома с нулевым потреблением энергии имеют высокоэффективные строительные конструкции и используют высокоэффективное оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и водонагревателя, новая категория, бытовая техника и электроника, становится наиболее важным источником энергозатраты в домах с нулевым потреблением энергии. В результате выбор высокоэффективных приборов и электроники становится последним шагом, необходимым для минимизации энергопотребления дома.

ПОДРОБНЕЕ

12. Используйте солнце для получения возобновляемой энергии

Связанные с сетью солнечные фотоэлектрические (PV) панели в настоящее время обеспечивают наиболее рентабельную форму возобновляемой энергии для дома с нулевым потреблением энергии. Они могут обеспечивать все энергетические потребности дома, включая освещение, системы отопления и охлаждения, бытовые приборы и горячую воду. Тем не менее, они являются самым дорогим компонентом дома с нулевым потреблением энергии, и важно учитывать стратегии снижения или смягчения этих затрат.

ПОДРОБНЕЕ

Следующий шаг: Zero Carbon

Для тех, кто успешно построил дома или здания с нулевым потреблением энергии, есть сложный и захватывающий следующий шаг: проектирование и строительство домов с нулевым выбросом углерода. Хорошим местом для начала является чтение нашего учебника по нулевому выбросу углерода и наших четырех шагов к нулевому выбросу углерода.

23 обязательных фактора при строительстве энергоэффективного дома

В 2019 году миллениалы (в возрасте от 21 до 38 лет) составили наибольшую долю покупателей нового жилья — 37 %. есть для их нового дома. Экономичные и экологически мыслящие молодые люди требуют энергоэффективных домов, которые экономят деньги за счет сокращения потребления энергии. Энергоэффективные дома также защищают окружающую среду, уменьшая выбросы парниковых газов, что является основной причиной глобального потепления. Миллениалы также ценят то, что энергоэффективные дома обеспечивают высокий уровень комфорта и безопасности для их семей и повышают стоимость дома при перепродаже.

На сегодняшнем конкурентном строительном рынке новые подрядчики должны использовать инновационные материалы, такие как изолированные бетонные формы (ICF) Fox Blocks, и методы, такие как комплексный системный подход, для строительства энергоэффективных домов для современных покупателей нового жилья.

• Стеновой блок Fox Blocks обладает изоляционными свойствами, превосходящими стандарты, и способствует созданию высокоэффективного и энергоэффективного дома. Блоки Fox обеспечивают высокую тепловую массу и значение R 23, что превышает ASHRAE / ANSI 9.0.1 энергетический код.
• Системный подход к зданию рассматривает дом как единую энергетическую систему, в которой каждый компонент влияет на общую производительность всего дома. Системный подход ко всему зданию позволяет эффективно использовать электричество, воду и другие природные ресурсы и направлен на сокращение количества материалов и отходов. Также требуется информированная строительная бригада, которая понимает каждый аспект использования энергии в доме. Системный подход к строительству дома позволяет создавать удобные и безопасные дома с низкими затратами на коммунальные услуги и техническое обслуживание, отличной долговечностью и высоким качеством внутренней среды.

Наиболее энергоэффективные проекты домов требуют, чтобы новые строители и владельцы домов уделяли внимание всем мелким (и крупным) деталям конструкции дома — от крыши до фундамента и всех промежуточных компонентов. Энергоэффективные дома должны иметь продуманные внутренние, конструктивные и внешние элементы, которые экономят энергию и деньги.

1. Больше изоляции, чем требуется кодом

Минимальное количество изоляции или значение R, необходимое дому, зависит от его местоположения, типа системы отопления и охлаждения, частей дома, которые домовладелец должен изолировать , а также государственные и местные строительные нормы и правила. Например, согласно IECC 2018 года, значения R для стен с деревянным каркасом для всех восьми климатических зон в США колеблются от 13 до 20. Значения R для массивных стен колеблются от 3 до 219.0006

Однако многие из сегодняшних покупателей нового жилья (63 процента) хотят иметь энергоэффективный дом, который превосходит требуемые коды теплоизоляции или R-значений. Строители новых домов могут добиться этого, используя стеновую систему Fox Blocks ICF. Блоки Fox имеют R-значение 23, что превышает требования R-значения как для деревянного каркаса, так и для массивных стен во всех климатических зонах.

2. Сертификация Energy Star® для всего дома

В 2019 году миллениалы хотели получить сертификат Energy Star® для целых домов, уступая только устройствам, сертифицированным Energy Star®. Дизайн и конструкция дома, сертифицированного Energy Star, обеспечивают как минимум на 10 процентов большую энергоэффективность, чем дома, построенные только по нормам.

3.

Архитекторы и строители энергоэффективных домов должны включать материалы с высокой теплоемкостью в конструкцию дома, особенно в стены и фундамент. Материалы с высокой теплоемкостью, такие как ICF Fox Blocks, поглощают и сохраняют тепловую энергию — функция, которая стабилизирует температурные сдвиги в доме, замедляя скорость теплопередачи, напрямую влияя на рабочую частоту системы HVAC.

4. Непрерывная изоляция энергоэффективного дома

В соответствии с ASHRAE 90.1 и Международным кодексом энергосбережения (IECC 2018) в проект дома должна быть включена непрерывная изоляция. Стандарт ASHRAE 90.1−2013 определяет CI как «изоляцию, которая является непрерывной по всем компонентам конструкции без тепловых мостов, кроме крепежных деталей и сервисных отверстий». Тепловой мост в стеновой сборке позволяет энергии и теплу течь через нее с большей скоростью, чем окружающие пространства, и снижает эффективное значение теплопроводности стеновой системы.

В конечном счете, CI останавливает утечку воздуха в доме, что экономит деньги и энергию домовладельцев за счет снижения затрат на вентиляцию, обогрев и охлаждение.

В новых проектах энергоэффективных домов строители могут обеспечить энергоэффективность дома, просто используя стеновую систему Fox Blocks ICF с постоянно изолированными стенами из теплоизоляционного бетона, обеспечивающими значение R 23.

5. Воздушно-влагозащитный барьер энергосберегающего дома

Воздушно-влагозащитный барьер является важным элементом энергоэффективного дома.

Барьер предотвращает проникновение и накопление влаги (как из воздуха, так и от дождя, протечек и т.д.) в стеновой системе. Предотвращение попадания влаги в стеновую систему может остановить рост плесени, которая может значительно ухудшить качество внутренней среды (IEQ) и целостность дома.

Fox Blocks предлагает энергосберегающие стены с CI и пароизоляцией. Fox Blocks производит прочную непрерывную монолитную бетонную стену с коэффициентом проницаемости менее 1,0, которая действует как барьер для контроля проникновения и накопления влаги в стеновой системе.

6. Бытовая техника, сертифицированная Energy Star® — посудомоечные машины, плиты, холодильники…

Согласно отчету NAHB за 2019 г. — Чего действительно хотят покупатели жилья — миллениалы хотят иметь технику с рейтингом Energy Star® больше, чем любую другую экологически чистые или энергоэффективные дома. На самом деле, 44 % считают, что устройства с рейтингом Energy Star® желательны, а 31 % считают их необходимыми при строительстве энергоэффективного дома. Приборы, сертифицированные по стандарту ENERGY STAR, экономят деньги на эксплуатационных расходах за счет снижения энергопотребления без снижения производительности.

7. Водяное отопление энергосберегающего дома

Водяное отопление составляет 15% расходов на электроэнергию в доме, что является одним из самых больших расходов на энергию в доме. К счастью, энергоэффективные строители и домовладельцы могут выбрать один из нескольких высокоэффективных водонагревателей, которые могут сэкономить энергию и деньги: высокоэффективный водонагреватель с тепловым насосом, высокоэффективный водонагреватель, безрезервуарный водонагреватель и высокоэффективный солнечный водонагреватель.

8. Умные домашние устройства для энергоэффективного дома

Использование продуктов для умного дома при проектировании энергоэффективного дома может помочь домовладельцам сэкономить деньги и энергию и сделать дом более безопасным. Несколько распространенных продуктов для умного дома для энергоэффективного дома включают датчики движения, программируемые термостаты, а также датчики CO2 и другие датчики качества воздуха.

9. Освещение энергоэффективного дома

На освещение приходится пять процентов годовых расходов на электроэнергию в доме; поэтому энергоэффективный дом должен включать эффективное освещение. Такие элементы управления, как таймеры, диммеры и фотоэлементы, могут сэкономить энергию и деньги. Энергоэффективное освещение включает светодиоды (LED), компактные люминесцентные лампы (CFL) и галогенные лампы накаливания. Примечательно, что 70% миллениалов хотят иметь дома с энергоэффективным освещением.

10. Энергоэффективная бытовая электроника

Сегодня домовладельцы владеют в среднем 24 бытовыми электронными устройствами, которые потребляют 12% энергии, потребляемой домом. В 2015 году 24 процента занятого населения работали дома, что требовало оборудования для домашнего офиса. Обязательным элементом энергоэффективного дома является офисное оборудование и электроника, сертифицированные по стандарту ENERGY STAR®.

11. Система охлаждения и отопления энергоэффективного дома

На систему отопления и охлаждения дома приходится 48 процентов энергопотребления дома. Обязательным элементом энергоэффективного дома являются высокоэффективные системы отопления и охлаждения, которые экономят деньги и потребляют меньше энергии. Специалисты по HVAC должны устанавливать системы в соответствии с домами, сертифицированными ENERGY STAR. Неправильная установка HVAC может снизить эффективность системы на 30 процентов. Две эффективные системы, доступные сегодня, включают системы HVAC с регулируемой скоростью и системы VRF. Характеристики домов из массивных стен ICF позволяют уменьшить размер систем HVAC, предлагая первоначальную экономию затрат на действующее оборудование.

12. Вентиляция энергосберегающего дома

Энергоэффективные воздухонепроницаемые дома должны контролировать вентиляцию с помощью системы вентиляции с рекуперацией энергии. Контроль вентиляции в доме гарантирует, что загрязняющие вещества (например, радон, формальдегид и летучие органические соединения) не попадут внутрь дома. Система вентиляции с рекуперацией энергии управляет вентиляцией и снижает потери энергии за счет передачи энергии от кондиционированного воздуха, выходящего на свежий входящий воздух. Высокопроизводительные дома очень герметичны и требуют EVR для циркуляции и кондиционирования свежего воздуха и удаления влажного воздуха, образующегося при купании и приготовлении пищи.

13. Прохладные крыши энергоэффективного дома

Прохладная крыша для энергоэффективного дома защищает от проникновения солнечного тепла и сохраняет прохладу в доме и на чердаке. Хорошие продукты для прохладной кровли должны иметь низкую тепловую массу, отражающую солнечный свет, например, черепица, шифер или глина. Зеленые крыши также являются прекрасным вариантом для домов с плоскими крышами и ограниченным зеленым пространством. Зеленые крыши включают в себя все, что угодно, от рабочего сада до простого растительного покрова. Прохладные крыши уменьшают счета за электроэнергию, улучшают комфорт в помещении, сокращают счета за электроэнергию и продлевают срок службы крыши.

14. Утепленный фундамент для энергоэффективного дома

Подрядчики энергоэффективных домов должны отделить дом от земли бетонным плитным фундаментом и сплошным слоем жесткой пеноизоляции под плитой. Высокая тепловая масса бетона удерживает лучистую энергию и сохраняет внутреннюю часть дома теплой и сухой. Стены подвала фундамента и стены подполья должны быть хорошо изолированы и должны использовать преимущества МКФ.

15. Системы остекления энергоэффективного дома

Энергосберегающие окна, двери и световые люки обеспечивают тепло, легкую вентиляцию, а также экономию энергии и финансовых средств в энергоэффективном доме. Энергоэффективные дома должны иметь системы остекления, соответствующие климатической зоне дома.

16. Расположение дома в энергоэффективном доме

Правильная ориентация дома (пассивный солнечный дизайн) направлена ​​на использование солнечной энергии. Например, в Северном полушарии строители должны располагать дома с севера на юг, чтобы свести к минимуму прямые солнечные лучи летом (что снижает потребность в охлаждении) и максимально увеличить количество солнечного света зимой (что снижает потребность в отоплении).

17. Ориентация комнат в энергоэффективном доме

• Гостиная, семейная и столовая должны выходить на юг, чтобы в течение большей части дня на них светило солнце.
• Кухни и спальни должны быть обращены на восток для хорошего солнечного света утром и меньшего количества солнечного света ближе к вечеру.
• Служебные помещения, такие как гаражи, прачечные и ванные комнаты, должны быть обращены на север, где мало солнечного света.

18. Дома Net-Zero за счет установки возобновляемых источников энергии

Почти 60 процентов покупателей жилья из числа миллениалов хотят получить дома с нулевыми потерями. Дома Net-Zero производят столько энергии, сколько используют, устанавливая возобновляемые источники энергии, такие как солнечные фотоэлектрические (PV) панели, ветряная система, небольшая «гибридная» электрическая система или микрогидроэнергетика. Возобновляемые источники энергии могут уменьшить, если не устранить, счета за коммунальные услуги дома.

19. Компоненты дома из переработанных материалов

Современные подрядчики также могут повысить энергоэффективность дома, выбрав устойчивые строительные материалы, такие как ICF Fox Blocks. Они способствуют устойчивости дома, поскольку содержат не менее 40 процентов переработанного содержимого по весу.

20. В энергоэффективных домах используются экологичные продукты, такие как проницаемая брусчатка TRUEGRID

Экологичные и долговечные строительные материалы со временем экономят энергию, поскольку требуют меньше обслуживания и реже заменяются.

TRUEGRID представляет собой устойчивую и экологически чистую систему мощения, предназначенную для подъездных дорожек и пешеходных дорожек, которая представляет собой менее дорогую, долговечную и не требующую обслуживания систему мощения, пропускающую ливневые воды, поверх асфальтового покрытия.

21. Ландшафтный дизайн для энергоэффективного дома

Правильно спроектированный ландшафт, где деревья и кустарники создают тень и защищают от ветра, может сделать дом значительно более энергоэффективным и уменьшить загрязнение воздуха, включая парниковые газы. На самом деле, хорошо спланированный ландшафт дома может сократить счета за кондиционирование воздуха в незатененных дворах на целых 15-50 процентов.

22. Ландшафтный дизайн энергоэффективных домов для экономии воды

Сокращение потребления воды в доме позволяет экономить не только воду, но и энергию. Советы по уменьшению потребления воды в доме включают сбор дождевой воды для полива, полив газонов и садов прохладным утром, использование мульчи (что уменьшает испарение) и аэрацию почвы (что улучшает приток воды к корням растений и уменьшает сток воды).

23. Сертификаты и стандарты энергоэффективных домов

Строители и архитекторы энергоэффективных домов должны стремиться соответствовать стандартам Лидерства в энергетическом и экологическом проектировании (LEED), требованиям Energy Star в отношении устойчивости и оценки энергопотребления. для рейтингов RESNET HERS. Дома, построенные в соответствии с этими стандартами и требованиями, привлекут покупателей-миллениалов, которые нуждаются в энергоэффективных домах, которые не только экономят энергию и деньги, но и создают высокий уровень комфорта для их семей и, в конечном итоге, повышают стоимость дома при перепродаже. Все больше агентств, таких как оценщики, риелторы, MLS и страховые компании, признают ценность высокоэффективных устойчивых домов.

Современный строительный рынок должен учитывать требования миллениалов, которые составляют самый большой процент покупателей нового жилья. Молодым людям нужны энергоэффективные дома, которые экономят деньги и повышают комфорт и безопасность их семей. Миллениалы также хотят защитить окружающую среду, сократив потребление энергии. Подрядчики новых энергоэффективных домов должны включать в себя множество функций, чтобы удовлетворить требования сегодняшних покупателей, включая использование инновационных продуктов, таких как блоки Fox, и такие методы, как системный подход всего здания.

Обратитесь к профессионалам Fox Blocks, чтобы узнать больше о том, что необходимо при строительстве энергоэффективных домов.

СКАЧАТЬ ЭТОТ РЕСУРС

Чтобы загрузить этот файл, пожалуйста, заполните эту форму. Не волнуйтесь, как только вы заполните его, мы больше никогда не будем запрашивать вашу информацию.

Извините, при отправке формы возникла проблема.

Проектирование энергоэффективного дома – Научные проекты

(973) 777 — 3113

[email protected]

1059Main Avenue

Clifton, NJ 07011

07:30 — 19:00

с понедельника по пятницу

123 456 789

info@example. com

, Нью -Йорк, NY

07:30. — 19:00

С понедельника по пятницу

Введение: (Первоначальное наблюдение)

Из-за ограниченности ископаемого топлива, которое в настоящее время является нашим основным источником энергии, ученые выдвинули множество различных идей в отношении производства и сохранения энергии. Несмотря на то, что были предложены тысячи идей, и многие из них реализуются сегодня, исследования в области энергосбережения по-прежнему остаются актуальной и полезной темой.

Цель этого проекта — стимулировать ваше творчество в создании новых планов и идей, которые помогут нам экономить энергию или получать энергию от солнца.

Сбор информации:

Узнайте об энергосбережении и возобновляемых источниках энергии. Читайте книги, журналы или спрашивайте профессионалов, которые могут знать, чтобы узнать о теплоизоляционных материалах и методах, используемых для сохранения энергии. Следите за тем, откуда вы получили информацию.

Ниже приведены примеры информации, которую вы можете найти.

Основы проектирования энергосбережения основаны на следующих фактах.

1. Солнце является крупнейшим источником энергии в нашей Солнечной системе. Солнечный свет можно собирать и концентрировать с помощью отражателей.

2. Черный цвет поглощает свет, а белый цвет отражает свет.

3. Вода обладает наибольшей удельной теплоемкостью и является идеальной жидкостью для хранения и передачи тепловой энергии.

Здесь описаны некоторые идеи по энергосбережению. Надеюсь, вы сможете придумать другие идеи:

1. Автоматизация занавеса: Занавес, который автоматически открывается для проникновения солнечного света и внешнего тепла и закрывается для сохранения внутреннего тепла и света, когда это необходимо.

2. Двухцветные шторы: Слой шторы, обращенный к окну, может быть черным, чтобы поглощать солнечный свет и преобразовывать его в тепло. Слой шторы, обращенный к комнате, может быть белым, чтобы отражать внутренний свет и тепло.

3. Теплоизоляция: Теплоизоляционный материал, такой как стекловолокно, может быть установлен внутри стен для предотвращения потери тепла изнутри.

4. Сохранение тепла водой: Вода может храниться внутри стен для сохранения тепла.

5. Теплопоглощающая цветовая схема: Сторона дома, обращенная к солнцу, может быть окрашена в темный цвет для поглощения тепла.

Для каждой вашей идеи сделайте модель из картона, пенопласта, пенопласта или фанеры.
Используйте термометр, чтобы проверить влияние вашей конкретной конструкции на поглощение и удержание тепла.

Запишите свои данные в таблицу, чтобы показать уровень энергосбережения вашей конструкции.

Вопрос/ Цель:

Целью этого проекта является разработка и испытание (эксперимент) новой технологии энергосбережения. В частности, я пытаюсь понять, как цвет дома может повлиять на скорость поглощения тепла.

Другие примеры:

В частности, я пытаюсь понять, как хранение воды в доме может повлиять на удержание тепла в доме.

В частности, я пытаюсь понять, как цвет штор может повлиять на поглощение и удержание тепла в доме.

Как видите, второе предложение зависит от вашего дизайна. Вам просто нужно предложить и протестировать один конструктивный фактор.

Идентификация переменных:

Когда вы думаете, что знаете, какие переменные могут быть задействованы, подумайте о способах изменения по одной за раз. Если вы измените более одного за раз, вы не будете знать, какая переменная вызывает ваше наблюдение. Иногда переменные связаны и работают вместе, чтобы вызвать что-то. Сначала попробуйте выбрать переменные, которые, по вашему мнению, действуют независимо друг от друга.

Независимая переменная — цвет дома. Зависимой переменной является температура воздуха в доме. Контролируемыми переменными являются солнечный свет, ветер и экспериментальные процедуры.

Гипотеза:

На основе собранной информации сделайте обоснованное предположение о том, какие факторы влияют на систему, с которой вы работаете. Идентификация переменных необходима, прежде чем вы сможете выдвинуть гипотезу.

Дом темного цвета поглощает больше солнечного света и преобразует его в тепло. Белый цвет внутри дома также может способствовать сохранению тепла.

Учтите, что вы можете выдвинуть другую гипотезу, основанную на первоначальном вопросе. Мой первоначальный вопрос был: «Как цвет дома влияет на скорость поглощения тепла?»

Схема эксперимента:

Спланируйте эксперимент для проверки каждой гипотезы. Составьте пошаговый список того, что вы будете делать, чтобы ответить на каждый вопрос. Этот список называется экспериментальной процедурой. Чтобы эксперимент дал ответы, которым можно доверять, он должен иметь «контроль». Контроль – это дополнительное экспериментальное испытание или прогон. Это отдельный эксперимент, проводимый точно так же, как и другие. Единственное отличие состоит в том, что никакие экспериментальные переменные не меняются. Элемент управления — это нейтральная «точка отсчета» для сравнения, которая позволяет вам увидеть, что делает изменение переменной, сравнивая ее с отсутствием изменения чего-либо. Надежные элементы управления иногда очень трудно разработать. Они могут быть самой сложной частью проекта. Без контроля вы не можете быть уверены, что изменение переменной вызывает ваши наблюдения. Серия экспериментов, включающая контроль, называется «контролируемым экспериментом».

Эксперимент 1: 

Влияние цвета дома на поглощение тепла

Чтобы выяснить, как цвет дома влияет на скорость поглощения тепла, вы можете построить две модели домов двух разных цветов и проверить их внутреннюю температуру. в течение дня.

Процедура:

1. Используйте простой пенопласт, фанеру или картон, чтобы построить две одинаковые модели домиков.
   Только от вас зависит, как вы хотите делать свои модели домов. Вы можете просто использовать два одинаковых ящика и нарисовать на них двери и окна, чтобы он выглядел как дом. Вы также можете быть более изобретательными и вырезать окна и двери и закрыть окна целлофаном, чтобы имитировать очки. Пенопласт и пробковое дерево, доступные в магазинах для рукоделия, можно использовать для более профессионально выглядящих моделей.
2. Установите комнатный термометр или пищевой термометр в каждом доме таким образом, чтобы колба или сенсорная часть термометра находилась внутри дома, а его дисплейная часть оставалась снаружи. Убедитесь, что оба термометра показывают одинаковую температуру, когда они находятся рядом друг с другом при комнатной температуре.
3. Покрасьте снаружи один дом черной или любой другой темной латексной краской. Латексная краска рекомендуется, потому что ее можно смыть водой до того, как она полностью высохнет. Например, вы используете воду, чтобы вымыть кисть, как только закончите рисовать.
4. Покрасьте снаружи другой дом белой или любой другой светлой латексной краской. Подождите, пока все краски высохнут.
5. Солнечным утром поставьте оба дома снаружи на стол под солнцем и запишите начальную температуру в обоих домах.
6. Повторяйте наблюдение и запись температуры каждые 30 минут в течение 2 часов после захода солнца.
7. Используйте таблицу данных, чтобы нарисовать линейный график.

Ваша таблица данных может выглядеть так:

20:00 означает 20:00.

На рисунке показана очень простая модель дома до покраски дома снаружи.

Используйте модели домов, которые вы делаете, как часть вашей экспозиции.

Примечание:

Если вы проводите этот эксперимент в помещении или в пасмурный зимний день, вы можете использовать две одинаковые лампочки для имитации солнечного света. Лучше всего для такого эксперимента подходят прожекторы с рефлектором. Установите прожекторы на расстоянии около 2 футов от домов.

Другие эксперименты Для других гипотез

Двухцветные занавески: Если вы считаете, что двухслойные занавески можно использовать для сохранения тепла, выполните следующие действия для вашего эксперимента:

Возьмите два куска хлопчатобумажной ткани, один белый, другой другие черные и сшейте их спиной к спине, чтобы получилась занавеска, одна сторона которой белая, а другая сторона черная. Размер шторы может быть около одного квадратного фута.

Постройте две модели домов объемом один кубический фут каждый или используйте две коробки примерно такого размера.

Вырежьте большое окно на одной из стен и закройте его листом прозрачного плексигласа.

Покрасьте обе коробки внутри и снаружи одной и той же светлой краской.
Повесьте занавеску на окно одного из двух домов черной стороной наружу.

Вставьте или закрепите термометр в каждом доме, чтобы вы могли считывать температуру внутри домов.

Поместите оба дома на улицу под солнце примерно на два часа так, чтобы окна были обращены к солнцу.

Записывайте температуру в обоих домах каждые 10 минут.

Сохранение тепла водой: Если ваша гипотеза состоит в том, что вода может использоваться для сохранения тепла в течение дня и выделения накопленного тепла ночью, вы можете использовать этот эксперимент:

Возьмите две одинаковые пластиковые бутылки и один пластиковый пакет, немного больше, чем одна из бутылок. Лучше всего для этого эксперимента использовать пластиковую бутылку черного или темного цвета. Вы также можете покрасить обе бутылки в черный цвет, если они уже не темного цвета.

Наполните пластиковый пакет водой, а затем поместите одну пустую пластиковую бутылку в пластиковый пакет, совместите края пакета с горлышком бутылки и оберните веревку вокруг пластика и горлышка бутылки, чтобы скрепить их вместе. плотно. Таким образом, ваша пустая пластиковая бутылка окружена водой из пластикового пакета.

Вставьте по одному термометру в каждую из пластиковых бутылок и закройте горлышко бутылки ватой.

Поместите обе пластиковые бутылки на улицу под солнце.

Проводите первоначальное наблюдение и дополнительные наблюдения каждые 30 минут в течение четырех часов и записывайте температуру.

Переместите обе бутылки в помещение, в холодное место и продолжайте наблюдение и запись каждые 30 минут в течение еще четырех часов.

Ожидается, что температура в бутылке с водой будет повышаться медленнее. Кроме того, температура будет падать медленнее, когда вы перемещаете бутылки в холодное место.

В реальном здании бассейн с водой может находиться в подвале. Окрашенные в черный цвет трубы или радиаторы на солнечной стороне здания могут поглощать тепло и нагревать содержащуюся в них воду. Нагретая вода легче, поэтому она будет двигаться вверх, вызывая постоянный поток воды. Нагретая вода будет стекать в бассейн, а холодная вода будет засасываться в трубы отопления.

Ночью вода в бассейне и трубы постепенно отдают накопленное тепло и согревают дом.

Не знаю, применялась ли когда-нибудь такая идея в реальном здании. Мне кажется, что это дорогая, но практичная идея.

Материалы и оборудование:

Подготовьте список материалов, которые вы фактически использовали для своего эксперимента, и запишите его в этом разделе вашего отчета.

Результаты эксперимента (наблюдение):

Эксперименты часто проводятся последовательно. Можно провести серию экспериментов, каждый раз изменяя одну переменную на разную величину. Серия экспериментов состоит из отдельных экспериментальных «прогонов». Во время каждого прогона вы измеряете, насколько переменная повлияла на изучаемую систему. Для каждого прогона используется разная величина изменения переменной. Это приводит к разной реакции системы. Вы измеряете этот ответ или записываете данные в таблицу для этой цели. Это считается «необработанными данными», поскольку они еще не обработаны и не интерпретированы. Например, когда необработанные данные обрабатываются математически, они становятся результатами.

Расчеты:

Для этого проекта расчеты не требуются; однако, если вы делаете какие-либо расчеты, напишите свои расчеты с необходимыми комментариями в этом разделе вашего отчета.

Сводка результатов:

Подведите итог тому, что произошло. Это может быть в виде таблицы обработанных числовых данных или графиков. Это также может быть письменное изложение того, что произошло во время экспериментов.

Именно из расчетов с использованием зарегистрированных данных составляются таблицы и графики. Изучая таблицы и графики, мы можем увидеть тенденции, которые говорят нам, как различные переменные влияют на наши наблюдения. На основании этих тенденций можно сделать выводы об изучаемой системе. Эти выводы помогают нам подтвердить или опровергнуть нашу первоначальную гипотезу. Часто математические уравнения можно составить из графиков. Эти уравнения позволяют нам предсказать, как изменение повлияет на систему, без необходимости проведения дополнительных экспериментов. Продвинутые уровни экспериментальной науки в значительной степени зависят от графического и математического анализа данных. На этом уровне наука становится еще более интересной и мощной.

Заключение:

Используя тенденции в ваших экспериментальных данных и ваши экспериментальные наблюдения, попытайтесь ответить на ваши первоначальные вопросы. Верна ли ваша гипотеза? Настало время собрать воедино то, что произошло, и оценить проведенные вами эксперименты.

Связанные вопросы и ответы:

То, что вы узнали, может помочь вам ответить на другие вопросы. Многие вопросы связаны. Во время экспериментов у вас могло возникнуть несколько новых вопросов. Теперь вы можете понять или проверить то, что вы обнаружили при сборе информации для проекта. Вопросы ведут к большему количеству вопросов, которые приводят к дополнительным гипотезам, которые необходимо проверить.

Возможные ошибки:

Если вы не заметили ничего отличного от того, что произошло с вашим элементом управления, переменная, которую вы изменили, может не повлиять на исследуемую систему. Если вы не наблюдали последовательную, воспроизводимую тенденцию в своей серии экспериментальных запусков, возможно, экспериментальные ошибки повлияли на ваши результаты. Первое, что нужно проверить, это то, как вы делаете свои измерения. Является ли метод измерения сомнительным или ненадежным? Возможно, вы неправильно читаете показания весов, или, возможно, измерительный прибор работает хаотично.

Если вы обнаружите, что ошибки эксперимента влияют на ваши результаты, тщательно переосмыслите план своих экспериментов. Просмотрите каждый шаг процедуры, чтобы найти источники потенциальных ошибок. Если возможно, попросите ученого просмотреть процедуру вместе с вами. Иногда автор эксперимента может упустить очевидное.

Ссылки:

Список ссылок

Министерство энергетики США

Как построить энергоэффективный дом

Jen Dalley, Houzz

В последний раз, когда вы решили что-то посадить в своем саду, с чего вы начали? Может быть, вы посмотрели на конкретное растение и проанализировали его характеристики и то, что ему нужно для процветания. Сколько солнца требовалось? Было ли оно достаточно выносливым, чтобы выжить в вашей зоне выращивания? Собрав факты, вы определили место во дворе, где растение будет процветать.

Похожая ситуация, когда вы выбираете участок для автономного дома. Хотите, чтобы солнце с утра освещало кухню? Не будет ли западное солнце слишком резким или вызовет слишком много бликов в столовой ближе к вечеру? Постановка ваших целей на раннем этапе позволит архитектору согласовать эти части с общими ограничениями участка, обеспечив высокопроизводительный и энергоэффективный дом.

Автор: studiomoffitt.com — Посмотреть больше фотографий дизайна дома

Поскольку настоящий автономный дом может работать полностью независимо от всех коммунальных служб, вы захотите свести к минимуму объем работы, которую ваши системы должны будут выполнять из начните с использования того, что уже дала вам среда.

Клиент архитектора Лизы Моффитт из Онтарио не был уверен, хочет ли она строить автономный дом. «Она хотела, чтобы дом легко стоял на земле и максимально сводил к минимуму потребление ресурсов. Однако мы также работали в рамках ограниченного бюджета, поэтому большинство решений принималось на основе ряда переменных, включая эстетику, экологические проблемы и затраты», — говорит Моффитт.

См. также: См. дополнительные идеи для максимально эффективного использования ландшафта

Чтобы получить максимальную отдачу от систем возобновляемой энергии, Моффит вернулся к основам.

Автор: studiomoffitt.com — Посмотреть больше фотографий дизайна дома

«С точки зрения отключения от сети невозможно переоценить важность снижения спроса на электроэнергию, — говорит Моффит. «Фотоэлектрические и другие микровозобновляемые источники энергии производят довольно небольшое количество электроэнергии, поэтому важно, чтобы потребление было сведено к минимуму в первую очередь».

Это достигается за счет ориентации дома и размещения окон, использования энергосберегающих приборов и сохранения небольшой площади дома.

«После того, как эти меры будут приняты во внимание, переход от сети становится довольно простым делом», — говорит Моффитт. «Технологии надежны, и есть что-то очень приятное в том, чтобы знать, что ваш дом работает в соответствии с более широкими природными циклами».

Джен Далли |||||||||||||| Солт-Лейк-Сити — Посмотреть больше фотографий дизайна дома

Учитывайте известные условия: солнце, ветер и свет

Несколько инструментов помогут вам принять разумное решение об ориентации вашего дома.

Получите диаграмму пути солнца для вашего местоположения. Это поможет вам определить ориентацию вашего дома, давая визуальное представление о том, где солнце перемещается по небу в течение дня. Также обратите внимание на любые препятствия, окружающие участок (здания, деревья, телефонные столбы и т. д.), а также потенциальные препятствия (например, пустырь, который можно было бы застроить), которые могут блокировать потенциальное пассивное солнечное излучение.

Связанный: См. 33k+ Солярии

Роза ветров указывает направление и частоту преобладающих ветров. У Министерства торговли США есть данные о ветре, собранные во многих аэропортах, поэтому вы можете найти один из них рядом с вашим сайтом. Это ключ к определению эффективности ветряной мельницы для производства электроэнергии.

Также важно знать, какие преобладающие условия неба в течение года: пасмурно, ясно или частично облачно. Это станет полезным знанием, когда вы будете решать, как осветить интерьер дома. Используя естественное освещение, вы можете снизить электрическую нагрузку и зависимость от искусственного освещения.

Знаете ли вы, что пасмурное небо в зените (самой высокой точке небосвода) в три раза ярче, чем на горизонте? Если вы живете в преимущественно пасмурной местности, такой как Тихоокеанский Северо-Запад, это идеальная среда, позволяющая пропускать яркий свет сверху и максимизировать свободное освещение. В районе с преимущественно ясным небом обратите внимание на размещение окон, чтобы не было нежелательных бликов от прямых солнечных лучей.

Фото Eggleston Farkas Architects — Откройте для себя современные идеи внешнего дизайна дома

Ориентация здания

Основываясь на собранной вами информации о солнце, ветре и свете, вы теперь можете принять обоснованное решение относительно того, где будет расположен дом.

Как форма, так и конструкция вашего дома сильно влияют на потребности в отоплении и охлаждении. Например, здание в жарком засушливом климате летом испытывает большую нагрузку от солнца. Если форма здания позволяет уменьшить воздействие солнечных лучей (стекло затенено большим навесом, а стены хорошо изолированы), можно свести к минимуму приток солнечного света и снизить требования к охлаждению, экономя энергию.

By Solterre Design Halifax — Посмотреть больше фотографий дизайна дома

Лучший совет по минимизации энергопотребления — ориентировать дом лицом на юг (в Северном полушарии), чтобы улавливать солнечную энергию зимой и блокировать солнечную энергию летом. , как показано на этом плане автономного дома в Новой Шотландии от Solterre Design.

Фото ZeroEnergy Design — Просмотрите фотографии современного экстерьера дома

Конверт здания

Помнишь, когда ты в последний раз укутывался в шерстяное одеяло? Это был просто слой между вами и температурой окружающей среды в комнате, но он работал, чтобы держать вас в тепле. Оболочка здания действует почти так же, как одеяло. В зависимости от используемой изоляции и системы оболочка здания помогает поддерживать внутреннюю температуру на желаемом уровне. И это работает независимо от того, хотите ли вы, чтобы в доме было тепло в холодную зимнюю ночь или прохладно в жаркий летний день. Если в вашем шерстяном одеяле есть отверстия, наружный воздух будет легко проникать внутрь. Чем больше одеяло, тем больше работы ему приходится выполнять, поддерживая перепады температур. Помните об этом, когда хотите экономить энергию.

По словам Стефани Горовиц, архитектора и управляющего директора ZeroEnergy Design, «каждый квадратный фут, который вы не построили, — это экономия энергии. Тщательное изучение программы и творческий подход к пространству являются ключевыми. Независимо от размера, мы ставим перед собой цель спроектировать все дома так, чтобы они работали как минимум на 50 процентов лучше, чем код».

Хотя показанный здесь дом, спроектированный ZeroEnergy, не является автономным, он иллюстрирует некоторые базовые низкотехнологичные решения, которые составляют основу автономного проектирования.

Фото ZeroEnergy Design — Более современные фотографии гостиной

За этими стенами скрывается главная причина энергоэффективности этого дома: сочетание напыляемого и твердого утеплителя; эти два работают в тандеме, чтобы устранить тепловые мосты.

«Низкотехнологичные решения, такие как непрерывная изоляция и изоляция воздуха, оказывают большое влияние на энергоэффективность дома, особенно в холодном климате», — говорит Горовиц. «Эти системы не ломаются. Технического обслуживания нет. И они существуют уже очень давно».

Проверка дверцы вентилятора во время строительства может выявить потенциальные утечки воздуха и устранить их до завершения строительства.

Фото ZeroEnergy Design — Просмотрите фотографии современной гостиной

Ранее мы подчеркивали важность минимизации количества окон, обращенных на запад, для снижения нагрузки на охлаждение. Тем не менее, в большинстве случаев ни один сайт не идеален. Что произойдет, если участок имеет захватывающий вид на запад? Возможно, это даже та самая причина, по которой вы хотели там жить.

Дом, показанный здесь, хоть и не находится в сети, тем не менее, умудряется быть энергоэффективным, а стены из стекла обрамляют вид на запад; остальная часть ограждающей конструкции была построена с использованием рамы с двойными стойками и сплошного слоя пенопластовой изоляции. Это, вместе с геотермальной системой и лучистым отоплением, позволяет всему дому быть чрезвычайно энергоэффективным без ущерба для вида.

Фото WorkshopL — Откройте для себя вдохновение для современного внешнего дизайна дома

Увеличение количества изоляции снизит нагрузку на вашу систему отопления и охлаждения. Для этого дома в Колорадо, который не находится вне сети, но был спроектирован с использованием методов пассивного дома, пакет изоляции состоит из R-100 для крыши, R-55 для стен и R-50 для пола. Благодаря этому основные помещения можно обогревать с помощью небольшого газового камина.

Автор: Electric Bowery Venice — Посмотреть больше фотографий дизайна дома

Изоляция дома не ограничивается жестким пенопластом, войлоком и пенопластом, которые можно найти в ближайшем хозяйственном магазине. Здесь тюки соломы обеспечивают изоляцию дома. R-значения соломенных тюков широко обсуждались; различные тесты показали, что они могут варьироваться от R-20 до R-50. Тем не менее, низкие затраты и незначительное воздействие на окружающую среду делают этот вариант интригующим.

Фото по разрешению: 4 Архитектура — Поиск фотографий современного экстерьера дома

Когда вы узнаете, что у вас суперэффективная оболочка здания? Когда на улице прекрасная погода, но ты рад, что ты внутри.

В этом автономном домике в Вермонте используется гибридная система изоляции для достижения энергоэффективности. Он имеет как изоляцию из напыляемой пены с закрытыми порами, так и изоляцию из войлока. Дом остается герметичным и теплым в холодные зимы благодаря системе теплого пола.

Фото Eggleston Farkas Architects — Поиск фотографий современного экстерьера дома солнечный дизайн, чтобы сделать тяжелую работу, прежде чем опираться на механические и электрические системы. Понимание естественного контекста вашего участка и реагирование на него во многом повлияют на то, сколько энергии потребляет ваш дом.

Теперь, когда вы освоили основы проектирования здания, вы готовы выбрать возобновляемые источники энергии, которые будут питать ваш автономный дом.

Оригинальная статья на Houzz.

Проектирование энергоэффективного самостоятельного строительства

Как бы вы ни приняли решение построить энергоэффективный дом самостоятельно, подход к проектированию может оказаться непростой задачей. Возможно, вы нашли свой идеальный участок, но ваше разрешение на планирование может потребовать, чтобы ваша новая самостоятельная постройка была экологически чистой — с чего начать? Возможно, вас привлекла льготная ипотечная ставка для экологически чистых самостоятельных построек — у кого есть подходящий опыт для проектирования вашего энергоэффективного дома?

Энергосберегающие дома проектируются и строятся более регулярно по всей Великобритании, при этом правительство постоянно стремится с каждым годом сокращать выбросы углерода в строительной отрасли. В результате сейчас есть много архитекторов, которые специализируются на проектировании экологически чистых домов.

Потенциальным самостоятельным строителям рекомендуется обращаться к специалистам за помощью в их экодоме. Покрытие проектов, разрешение на планирование и управление проектами вашего предприятия — опыт таких профессионалов позволяет вам наслаждаться процессом сборки без стресса, связанного с необходимостью запускать все самостоятельно. Архитекторы, обладающие опытом в области энергоэффективного самостоятельного строительства, могут даже предложить вам присоединиться к ним на семинарах по самостоятельному строительству, чтобы научить вас различным процессам, которые они могут включить в дизайн вашего дома.

Так как же максимально использовать имеющиеся у вас знания и какие принципы можно интегрировать в этапы проектирования и сборки вашего Self Build, чтобы сделать его по-настоящему энергоэффективным?