Проектирование печного отопления
Для отопления всех помещений дома обычно одной печи недостаточно, так как одна печь может отапливать не более трех смежных помещений. Однако при проектировании печного отопления следует стремиться к минимальному количеству отопительных приборов путем рационального их размещения. Следует соблюдать принцип, при котором теплоотдача выходящей в каждое помещение части нагретой печи полностью возмещала бы его тепловые потери. Для отопления кухни, жилых комнат и подсобных помещений печи следует группировать в так называемый тепловой узел. В этом случае дымоходы объединяют в один кирпичный стояк. Стоимость печных работ при такой компоновке значительно снижается. Размещать отопительные печи следует у внутренних стен, так как установка печи у наружных стен влечет за собой осложнение и удорожание работ по возведению дымовых труб. Печь должна стоять открыто и свободно обогревать помещение.
Камины
Камины для отопления в условиях русской зимы неэффективны, поэтому их чаще всего устанавливают в декоративных целях. Однако в переходные периоды (зимой или осенью), а также в дождливые летние дни камин прекрасно обогревает помещение, создавая в нем необходимый уют. Объединение камина с печью является эффективным средством для обогрева помещения. Камин быстро нагревает комнату, а поддержание тепла уже входит в "обязанности" печи.
Огонь, подаренный человечеству Прометеем, имеет магическое влияние на человека. Поэтому вечер, проведенный у открытого огня, благотворно влияет на психологическое состояние человека, помогает без дорогих лекарств снять стрессы, которые характерны для нашего века. У камина отводят зону отдыха. Она повышает уют жилища и создает дополнительный комфорт для всех членов семьи.
Наибольшее распространение в индивидуальном строительстве получили встроенные в стену закрытые камины. Закрытые камины устраивают в массиве стены, заглубляя в нее топливник и дымоходы. Устанавливать такие камины можно только в строящемся доме одновременно с кирпичной кладкой стен. Такие камины практически не занимают полезной площади помещения, что особенно ценно в дачных домиках, площадь которых невелика. Возможны и другие варианты размещения камина в жилище.
Несмотря на то что камины являются разновидностью печи, конструктивно они несколько отличаются друг от друга. По существу, камин это простейшая печь, у которой отсутствует топочная дверь. Большинство конструкций каминов нагревают помещение не своим массивом, а лучистой тепловой энергией, полученной от сгорания топлива. Основными конструктивными элементами камина являются: фундамент (если в нем есть необходимость), корпус, топливник, дымосборник и дымоход.
Планировачные и конструктивные приемы ресурсо- сберегающего строительства
Пассивный дом
Пассивный дом - это, в первую очередь, комплексный подход к энергосбережению жилища. Более 20 лет назад американский исследователь Дэвид Opp разработал концепцию здания, отвечающего самым высоким требованиям экологичности и энергоэффективности. Основные составляющие пассивного дома таковы:
· применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче для сокращения непродуктивных потерь тепла;
· организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров, использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне;
· использование природных источников энергии для отопления и горячего водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).
Красивой иллюстрацией пассивного дома служит солнечный дом, который отличает большая площадь остекления окон с южной стороны и солнечные батареи на крыше, аккумулирующие энергию для хозяйственно-бытовых нужд.
Почему пассивный дом обходится без отопления? Это становится возможным благодаря рациональному использованию источников тепла и энергии самого дома и окружающей его территории. Источников тепла в жилом доме немало - это кухонная плита, работающие бытовые электроприборы, лампы освещения. Выделяют тепло люди и животные. Например, спокойно сидящий человек имеет тепловую мощность 120 ватт. Суммарно эти тепловыделения достигают немалых величин, сравнимых с мощностью систем отопления.
По отечественным строительным нормативам рекомендуется принимать внутренние тепловыделения в жилых домах на уровне 10 вт/м2 (против 50-80 вт/м2 систем отопления), на практике они могут быть и больше. Их достаточно для "отопления" наших жилищ в период до достижения среднесуточными температурами значения в 8 ºС, ниже которого включается система отопления.
Практический опыт
Наибольшим практическим опытом реализации проектов пассивных домов обладают страны Западной Европы, и в первую очередь, Германия. Именно здесь был построен первый в Европе пассивный дом, отличительными признаками которого были:
· непрерывная изолирующая оболочка здания из высокоэффективных теплоизоляционных материалов;
· современные оконные системы;
· механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха;
· грунтовый теплообменник для предварительного подогрева воздуха с использованием тепла грунта.
Годовой расход тепла такого дома составляет менее 15 квтч/м3. Для сравнения, на отопление российских домов требуется до 300 квтч/м3 год. На настоящий момент более 4000 зданий по всей Германии признаны соответствующими критериям пассивного дома.
Одним из примеров общественного сооружения, построенного как пассивный дом, является здание компании Wagner und Co. Теплоизоляция фасадов и крыши выполнена с использованием высокоэффективных теплоизоляционных материалов, применено тройное остекление. Воздухообмен осуществляется вентиляционной установкой с рекуперацией тепла. В качестве источников электрической и тепловой энергии используются солнечные коллекторы, фотобатареи и мини-блочная ТЭЦ на газе.
От домов с низким энергопотреблением (где за счет повышенной теплоизоляции достигается экономия затрат энергии) пассивный дом эволюционировал в дом добавочной энергии и даже в дом как источник доходов – поистине чудеса энергосбережения! В данном случае установленные на доме модули солнечных батарей или коллекторов производят больше энергии, чем расходуют. "Излишки" электричества поступают в местную электросеть.
Энергоэффективные дома, по сути, становятся европейским стандартом. В ряд ключевых показателей, оцениваемых при выборе жилья, наравне с ценой квадратного метра, вошло удельное теплопотребление. Часто, для лучшего понимания, киловатты на квадратный метр в год переводят в цифры расхода топлива. Так, например, появился термин "трехлитровый" дом. На отопление 1 м2 площади такого дома расходуется всего 3 л жидкого топлива в год. Это в 2,5 раза меньше по сравнению с действующими в Германии нормами энергопотребления.
Энергоэффективные материалы и конструкции в действии
Как было отмечено выше, одним из фундаментальных принципов "пассивного дома" является использование материалов и технологий, радикально сокращающих непродуктивные потери тепла через ограждающие конструкции (стены и кровлю). И приоритет здесь отдается специально разработанным и подобранным многокомпонентным фасадным и кровельным системам, одними из важнейших компонентов которых являются высокоэффективные теплоизоляционные материалы.
Для теплоизоляции стен наиболее эффективными и долговечными признаны системы наружного утепления здания. Это вентилируемые навесные фасады и системы фасадного утепления со штукатурным слоем. На данный момент разработано немало фасадных систем на основе таких современных теплоизоляционных материалов как каменная вата. В России адоптация подобных систем происходит довольно успешно – достаточно лишь рассчитать необходимую толщину теплоизоляционного материала для конкретных климатических условий.
Но применение современных систем фасадного утепления не решает полностью проблему теплопотерь. Как считают эксперты, наиболее слабым в этом смысле участком стены являются окна – на них приходится около 30-40% суммарных теплопотерь дома. Поэтому в концепции пассивного дома важное место занимает использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты. Современные светопрозрачные конструкции не только изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью (в первую очередь, ПВХ - поливинилхлорида), но и конструктивно устроены так, чтобы обеспечивать максимальную теплозащиту. Для этого предусмотрены герметичные стеклопакеты, не менее двух контуров уплотнений между рамой и створками, а также наличие воздушных камер в профилях, из которых собираются окна.
Надо отметить, для использования в пассивных домах в климатических условиях Германии вполне подходят пятикамерные системы с монтажной шириной профиля 70 мм, обладающие высокими показателями по тепло- и шумоизоляции. В таких оконных системах можно не только применять энергосберегающие стекла, чтобы достичь еще более высокой теплоизоляции, но и просто установить стеклопакет большей толщины (до 42 мм).
Не стоит забывать и о сокращении потерь тепла через конструкции фундамента. Для этого еще на этапе котлована предусматривается создание непрерывного теплоизолирующего контура, предотвращающего контакт фундамента непосредственно с грунтом.