7. ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЗДАНИЯ

Энергоэффективное здание — это здание с низким энергопотреблением, в котором правильно и успешно выполнены меры по сбережению энергии.

Если здание не нуждается в поставках извне энергии для отопления и не имеет отопительных приборов, то оно называется «пассивным». Это значит, что тепла, выделяемого электроприборами, горячей водой и находящимися в здании людьми, получаемого от солнечного света через окна и на наружные стены, а также вырабатываемого солнечными коллекторами, расположенными на доме, достаточно для его обогрева и нагрева горячей воды.

Если же здание не просто обеспечивает себя достаточной энергией для собственного нормального функционирования, но и производит её излишки с помощью автономных возобновляемых источников энергии (фотоэлектрические панели, ветроустановки и пр.), которые могут поставляться в электрическую сеть, то оно называется «активным».

Многие меры энергосбережения невозможно или трудно применить в уже построенном доме. Утепление наружных стен и других ограждающих конструкций дома сложно и требует капитального ремонта. Утепление окон в доме наиболее эффективно, если производится в отношении всех, а не отдельных окон, включая окна на лестницах и в других общих помещениях дома. Систему вентиляции с рекуперацией довольно трудно встроить в дома существующей конструкции. Даже такую простую меру, как распространенные повсеместно в западных странах регуляторы на батареях отопления в большинстве домов часто невозможно применить, потому что этого не позволяет система разводки отопительных труб.

В то же время, если дом спроектировать в соответствии с принципами энергоэффективности, потребление энергии в нем можно уменьшить в несколько раз. Тысячи и десятки тысяч таких домов уже построены в Германии, Швеции и других странах. В России тоже уже построены многие десятки таких зданий. Затраты на их возведение превышают затраты на строительство обычных домов не более чем на 10 %. Однако они быстро окупаются за счет экономии энергии.

В пассивных домах нет отопительной системы. В любом здании энергию выделяют осветительные, бытовые и другие электроприборы, она приносится горячей водой, выделяется во время приготовления пищи, и, наконец, просто выделяется телами находящихся в здании людей. Сокращение потерь тепла зданием в три раза по сравнению с существующими нормами достаточно, чтобы зимой было тепло без отопления даже на широте Москвы или Санкт-Петербурга.

Но добиться этого не так-то просто. Недостаточно сделать стены дома в три раза более толстыми. Тепло теряется через окна, уносится теплым воздухом через вентиляцию и теплыми сточными водами через канализацию. Более того, если применять энергоэффективные осветительные и бытовые электроприборы, а также правильно их использовать, как рассказано выше, то в здании будет выделяться меньше энергии в виде тепла. Поэтому необходим комплекс мер, чтобы сделать здание по-настоящему энергоэффективным.

Во-первых, нужно привлекать дополнительные возможности поступления энергии в дом. Таких возможностей немного, но они вносят свой вклад в энергосбережение:

– нагревание воды или другого теплоносителя солнцем в солнечных батареях на крыше здания для отопления или дополнительного нагрева воды, как это описано в разделе 3.2 этого курса;

– проектирование здания с максимальным использованием естественного обогрева солнечным излучением, с большими окнами на южную сторону, как это описано в разделе 2.10 этого курса;

– правильное планирование зеленых насаждений вокруг здания, как это описано в разделе 2.10 этого курса.

Во-вторых, необходимо существенно уменьшить потери тепла зданием. Здесь список возможностей очень большой, и они описаны в главе 3 этого курса.

От формы здания тоже зависит его способность сохранять тепло. Потери тепла пропорциональны площади поверхности, через которую они происходят. Поэтому чем меньше суммарная площадь поверхности стен, крыши и пола первого этажа, тем меньше тепла будет уходить из дома. Всякие выступы и ниши, уступы стен и другие архитектурные элементы, конечно, украшают дом, но увеличивают потери тепла. Самую маленькую площадь поверхности из геометрических тел равного объема имеет шар. Не случайно в фантастических фильмах на чужих планетах жилища людей имеют сферическую форму. Однако нам более привычны и удобны прямоугольные помещения. Из прямоугольных параллелепипедов равного объема наименьшую площадь поверхности имеет куб. Поэтому самым энергоэффективным зданием будет здание в форме, близкой кубу.

Использование теплоизоляционных материалов с необходимыми толщинами для наружных конструкций здания может оказаться недостаточным, чтобы избавиться от необходимости отапливать помещение. Следует помнить, что даже один металлический элемент (который очень хорошо проводит тепло), например, гвоздь, забитый перпендикулярно поверхности стены, создаст «мостик холода» и может свести на нет ваши усилия по утеплению дома.