Анализ приведенных показателей позволяет констатировать, что при строительстве новых зданий, при условии выбора улучшенной системы теплоизоляции и конструкции здания, имеющей соответствующие параметры (более энергосберегающие по сравнению с домами, которые были построены в шестидесятые годы), экономия энергии может достигать 70-80%, т. е. потребности в энергии для отопления дома при той же жилой площади можно снизить на 1/4 (рис. 10-24).
Рис. 10. В домах новой застройки проблему энергосбережения легче решить, применяя пустотелый кирпич (с выемкой на ребре для «совмещения» кирпичей)
а) такие стены несложно укладывать; b) конструкция стен лучше, чем при кладке, в которой (по недачной традиции) оставляют открытыми вертикальные зазоры
Рис. 11. В современной Европе самой современной разновидностью кладки считают стены из кирпича с большим объемом полостей и с многочисленными пазами. На рисунке наглядно изображена поверхностная потеря тепла через тело кирпича и через систему желобов в форме лабиринта. Эти два момента создают основу пограничной теплопередачи, которую можно снизить с помощью двусторонней облицовки
Рис. 12. Современные энергосберегающие системы кладки из полого кирпича и дополнения к ним:
а) обычная, с облицовкой с двух сторон; Ь) соединенная с теплоизоляцией внешней стены (имеет лучший энергетический показатель); с) соорудив внешнюю облицовочную стену и дополнительное утепление, можно построить более прочный дом, позволяющий экономить еще более энергии
Рис. 13. Теплозащиту новых и старых домов улучшают т. н. «термостопы» — теплоизолирующие облицовочные системы
Рис. 14. «Простой» теплоизолирующий материал, наклеенный на внешнюю сторону фасадной стены (его необходимо закрыть дополнительным облицовочным слоем)
Рис. 15. Большой популярностью пользуется современная теплоизолирующая плитка, которая устанавливается на внешние стены. Плитка легко наклеивается, а полистирол обеспечивает отличную теплозащиту
Рис. 16. Длительный срок службы и прочность армированных теплоизолирующих систем обеспечивает клей, а в случае необходимости — и различные крепежные элементы
Рис. 17. Современные системы кирпичной кладки дополняются различными видами теплоизолирующих вкладышей и перемычек для проемов
Рис. 18. Для верхнего и нижнего перекрытия пространств, ограниченных внешними стенами, необходимы конструкции, которые обладают хорошими теплотехническими параметрами, они в любое время года обеспечивают во внутреннем пространстве оптимальный микроклимат и нужную температуру
Рис. 19. Жилой дом, построенный из блоков пористого бетона, будет энергосберегающим и не повредит окружающей среде, его преимущество состоит в том, что он играет роль несущего элемента и гомогенного теплоизолятора
Рис. 20. С помощью внешней стены — т. н. «стены-рубашки», т.е. двухслойной фасадной стены и нанесенного на нее теплоизолирующего слоя, можно удовлетворить самые высокие теплотехнические требования
Рис. 21. Правильно установленные окна снижают потери тепла вдоль линии соединения — вдоль теплового моста — и у воздушного заслона
Рис. 22. Соединительные элементы, имеющиеся в конструкциях внешних стен дома, необходимо защитить от тепловых нагрузок и воздушных мостов
а) соединительный узел основной стены и верхнего перекрытия; b) пояса; с) перемычки проемов; d) коробка затеняющих шторок (жалюзи); е) соединение окон/дверей и стен; f) интенсивное температурное излучение отопительных батарей; д) цоколи, стенки цоколей
Рис. 23. Многослойная конструкция сборных, т.н. готовых, домиков с деревянным каркасом обеспечивает идеальную теплоизоляцию, а внешняя оболочка защищает их от капризов погоды
(хвойные породы сами по себе — отличный теплоизолирующий материал)
Рис. 24. Соответствующая структура и теплоизоляция кровли, облицовка и воздушные прослойки — все это вместе взятое позволяет поддерживать внутреннюю температуру на должном уровне комфорта
Снизить потребление энергии можно также, придав зданию соответствующую форму: это может быть солнечный дом, биологический дом, дом с зимним садом, дом на склоне холма, дом с целенаправленной ориентацией и т. д.; при этом доля энергии, предназначенной для отопления, может составлять всего лишь 10-20% от обычных потребностей в тепле (рис. 25-31), таким образом, затраты очень быстро окупятся и дом станет рентабельным.
При полной (от фундамента до крыши) реконструкции здания необходимо составить продуманный проект, при этом особое внимание следует уделить фасадной стене и конструкции окон, однако не менее существенный элемент-способ соединения крыши и чердачного пространства. Более сложная задача — формирование усиленной теплоизоляции, которая укладывается со стороны грунта в направлении подвальной стены. Выше мы говорили, что экономия энергии может составлять до 60%, это достигается на:
4/10-за счет стен
2/10-за счет окон
3/10 — в области крыши, чердака
1/10 — в подвале, в области черного пола.
Планируя ремонт здания, внешние стены которого имеют большую поверхность (внешняя облицовка, покраска), имеет смысл включить в смету установку профессиональной теплоизоляции. Не следует забывать, что при проведении ремонта внешних стен здания с их облицовкой и покраской дополнительные расходы составляют 45-55%. (Сюда входит удаление старой облицовки, установка лесов, защитных навесов, сеток и проведение самих работ.) В противоположность этому те же самые работы в сочетании с системой теплоизоляции и нанесением поверхностного слоя увеличивает основные затраты на 20-40%. Однако по фактическим показателям потери тепла через внешние стены можно снизить на 1/4. Также, если мы откажемся от применения этих современных решений, наши затраты в зимний период на протяжении десятилетий будут в несколько раз выше, а при применении этих решений затраты могут окупиться уже за 4-6 лет. При этом следует отметить, что теплоизоляция и летом создает в доме более комфортный микроклимат, а если мы сэкономим на ней, будем терять энергию зимой и мучиться от жары летом.
Рис. 25. Важным с точки зрения энергосбережения вопросом является геометрическая форма здания и соединение помещений друг с другом. Наиболее неудачная форма здания — вытянутая (так строили раньше в деревнях): она имеет большую поверхность охлаждения, ведь именно при прямоугольной форме дома его стены имеют максимальную поверхность охлаждения; а вот квадратная в плане форма обеспечивает максимальную эффективность (и все же наилучшей является круглая в плане форма)
Рис. 26. С энергетической точки зрения количество этажей улучшает соотношение A/V, особенно если внешние стены и некоторые перекрытия постоянно соприкасаются с землей
а) двухэтажный дом с поверхностью стен, имеющих пониженную площадь охлаждения; Ь) дом. утопленный в рельеф местности; с) т. н. «землянка», у которой свободными оставлены только стены, которые освещаются солнцем (в этом случае потребность в энергии летом и зимой будет на 50% меньше, чем у дома такой же площади, но стоящего на плоской поверхности)
Рис. 27. При идеальной инсоляции и при наличии на крыше теплосборников (коллекторов) можно получить весьма позитивный энергетический баланс даже зимой
Рис. 28. Предусмотренные проектом открывающиеся/закрывающиеся воздушные каналы для архитектурного варианта с использованием солнечной энергии
Рис. 29. Схема действия солнечного дома
1 — зимой, днем; 2 — зимой, ночью; 3 – летом, днем, 4. — летом, ночью
Рис. 30. Установленная на крыше солнечная батарея способна обеспечить до 3/4 потребности горячей воде для бытовых нужд
а) коллектор из отдельных элементов; Ь) покрывающий всю поверхность крыши (как «солнечная ловушка»)
Рис. 31. Пристроенный к дому зимний сад благодаря т. н. затеняющей стене снижает теплопотери дома, а осенью и весной оказывает благоприятное воздействие на энергетический баланс квартиры
В последние годы в Европе увеличиваются дотации, которые выделяются на ремонт зданий, если при этом применяются решения, направленные на эффективное энергосбережение (средства могут быть перечислены в форме безвозвратных дотаций или льготных кредитов).
При возведении новых зданий необходимо изменить общий подход к делу, под этим подразумевается:
— проектирование массы объема здания (т. е. полезного объема внутреннего пространства) с минимальными ограждающими поверхностями (A/V);
— применение легких стен с хорошей теплоизоляцией (чем меньше конструктивное основание, тем дешевле обходится строительство);
— применение ограждающих поверхностей (стен) с малым сечением, поддающихся хорошей теплоизоляции (в рамках данных размеров ограждающих конструкций можно создать бльшее жилое пространство).
Не урезая жилого пространства, можно уменьшить внешний объем здания на 1015%, что компенсирует дополнительные расходы, приходящиеся на м2 стены или ограничивающей конструкции.
Таким образом, о зданиях новой застройки можно сказать следующее:
— в случае применения новой и современной системы строительства, главным образом — сборной технологии, удельные расходы (как фактор капиталовложений) почти не меняются;
— при возведении новых, но похожих на традиционные кирпичных стен, обладающих хорошими теплотехническими характеристиками, дополнительные расходы составляют 5-15%.
Первый показатель относится к домам из сборных элементов, возводимых с помощью техники монтажа, второй — к домам, у которых ограждающие конструкции сделаны из полых или из высокопористых элементов, при одинаковой площади оконных проемов и одинаковых решениях внутреннего инженерного оборудования.
