Кондиционирование, вентиляция и отопление являются одними из основополагающих вопросов обустройства любого жилого дома или квартиры. При этом в большинстве случаев квартира отапливается и вентилируется централизовано, и хозяин может лишь незначительно влиять на технологии создания микроклимата, а в частном или загородном доме дела обстоят с точностью до «наоборот». Отопление, вентиляция и кондиционирование в частном или загородном доме являются личным бременем домовладельца.

Финансовые затраты на устройство вышеперечисленных систем складываются из двух основных статей:
- приобретение и монтаж оборудования;
- эксплуатационные затраты на протяжении срока службы.

При этом в первом случае денежные средства тратятся единожды, а во втором – превращаются в регулярный отток из бюджета. Поэтому, чтобы минимизировать затраты на системы отопления и вентиляции, лучше один раз потратиться на строительстве и экономить на всем сроке эксплуатации, нежели наоборот.

Сегодня проблемы энергосбережения становятся все актуальнее. Каждый год растут цены на газ и электроэнергию, а, следовательно, тепло в квартире или доме в холодное время года обходится все дороже и дороже. А если за комфорт приходится платить несоразмерную цену, он уже не кажется столь необходимым. Один из многочисленных вариантов решения данной проблемы является устройство «пассивного» или «энергосберегающего» дома, который решает значительную часть вопросов связанных с теплоснабжением и вентиляцией.

Солнечные панели на крыше частного дома

Классификация объектов гражданского строительства

В настоящее время Европейские стандарты приводят следующую классификацию зданий и сооружений в зависимости от их энергопотребления:
- «старое здание» (возведенное до 1970г) потребляет 300 и более киловатт часов на один квадратный метр площади в год;
- «новое здание» (1970-2000гг) - не более 150 кВт*ч/м²год;
- «дом низкого потребления энергии» (с 2002г) – до 60 кВт*ч/м²год;
- «пассивный дом» - до 15 кВт*ч/м²год;
- «дом нулевой энергии» - 0 кВт*ч/м²год, то есть конструкция, система отопления и вентиляции дома позволяет ему балансировать в точке потребления энергии на том уровне, на котором ее и вырабатывает;
- «дом положительной энергии» - теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция, реализованные за счет альтернативных источников энергии (например, солнечных батарей) позволяют вырабатывать зданию больше энергии, чем оно потребляет.

В мире, где энергоносители с каждым годом становятся все дороже, энергосберегающая вентиляция и экономные системы отопления станут неотъемлемой частью большинства архитектурных проектов.

«Пассивный» дом

«Пассивный» дом представляет собой гражданское сооружение, отличительной особенностью которого от большинства обычных зданий является малое удельное энергопотребление на единицу объема. В среднем пассивный дом потребляет порядка 10% от всех энергозатрат, приходящихся на обычное сооружение. При этом далеко не последнюю роль в организации такого дома играет грамотно спроектированная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Термограмма обычного дома (слева) и «пассивного» (справа)

Генеральная концепция архитектуры такого здания базируется на следующих основополагающих принципах:
- компактность архитектурной постройки;
- максимально возможное качественное утепление;
- исключение «мостиков холода»;
- правильная геометрия, зональное размещение и ориентирование здания по сторонам света;
- применение энергосберегающей системы вентиляции и кондиционирования воздуха. «Экономная» вентиляция и энергосбережение на ее реализации достигается за счет устройства теплообменников (или рекуператоров) в которых встречные потоки воздуха обмениваются энергией. При этом под рекуперацией подразумевается возвращение в помещение части тепловой энергии для повторного использования и снижение расхода тепла на вентиляцию.

Проектирование отопления, вентиляции и кондиционирования при устройстве «пассивного дома» являются определяющим фактором его будущей функциональности в плане энергосбережения и рационального расхода тепловой энергии. Идеальный вариант «пассивного» дома – полностью самодостаточная и независимая энергосистема, не требующая расходов на системы кондиционирования, вентиляции и отопления и способная поддерживать комфортные микроклиматические условия для пребывания человека.

Требования к вентиляции и отоплению пассивного дома значительно отличаются от предъявляемых к обычным зданиям. Традиционное проектирование систем отопления и вентиляции подразумевает наличие генератора тепловой энергии (например, газового котла) и приточно-вытяжной системы воздухообмена. В ряде случаев можно обходиться только лишь приточной или вытяжной вентиляционной системой. При этом вентиляция может быть естественной или принудительной, а также канальной или бесканальной. В случае пассивного дома предпочтение отдается на организацию приточно-вытяжной вентиляционной системы работающей на принципе естественного движения воздушных масс, что избавляет от дополнительных энергетических затрат на побуждение движение воздуха.

Рекуперация тепловой энергии

Основное назначение вентиляции – обеспечение наиболее оптимальных для человека условий воздушной среды в помещении. При этом хорошая вентиляция подразумевает не просто регулярную замену воздуха, но также предварительную его подготовку перед подачей в помещение: нагрев, охлаждение, увлажнение или осушение. Данные параметры более характерны для приточных установок, но для сбережения драгоценных килокалорий можно использовать и вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепловой энергии. Отопление и вентиляция зданий пассивного типа происходит за счет тепловой энергии находящихся в помещении людей, работы бытовых приборов и естественного движения воздуха, что в большинстве случаев при грамотном проекте позволяет полностью исключить дополнительные источники «активного» обогрева и механической вентиляции. Использующая рекуператор вентиляция может обходиться без дополнительных комплектующих, отвечающих за подогрев подаваемого внутрь помещения воздуха до определенной температуры.

Расчет вентиляции и отопления пассивного дома основан на теплообменных процессах между приточными воздушными массами и удаляемыми. Приточный воздух, как правило, имеет более низкую температуру в сравнении с удаляемым. Потоки встречаются в специальном теплообменнике, где происходит уравнивание тепловой энергии, и часть тепла с входящим воздухом возвращается обратно в помещение. Стоимость системы вентиляции такого типа при строительстве может показаться несколько завышенной, однако в последующем окупит себя многократно на эксплуатационных затратах.

Вентиляция в «пассивном» доме: синим обозначен свежий подаваемый воздух, красным – удаляемый отработанный; зеленым – теплообменник.

Альтернативные источники энергии

Если для поддержания комфортной температуры в доме одной лишь рекуперации тепла оказывается недостаточно, то придется прибегнуть к источникам альтернативной энергии. Газ, электричество и нефтепродукты достаточно прочно заняли позицию первых энергоносителей, однако они не являются монополистами. На сегодняшний день существует достаточно альтернативных технологий получения энергии, хотя и дорогих в плане капитального строительства, но практически бесплатных на всем периоде эксплуатации. Такие вопросы как вентиляция, водоснабжение, теплоснабжение могут быть решены с помощью установки солнечных батарей или геотермальной энергии. Новые технологии позволяют решить насущные проблемы вентиляции с подогревом, вопросы горячего водоснабжения или устройства круглогодичной теплицы, но потребуют значительных капиталовложений при монтаже.

На сегодняшний день себестоимость возведения «пассивного» или «энергосберегающего» дома примерно на 10% выше, нежели обычного сооружения из традиционных материалов. При этом дополнительные капитальные затраты окупаются за последующие 7-10 лет.

Проблемы энергосбережения при отоплении или кондиционировании помещений

Классификация объектов гражданского строительства

«Пассивный» дом

Рекуперация тепловой энергии

Альтернативные источники энергии

Дополнительные материалы по теме «Проблемы энергосбережения при отоплении или кондиционировании помещений»