Что такое энергоэффективный дом?

Энергоэффективный дом - это экологичный энергосберегающий дом. Дом, который сберегает электрическую и тепловую энергию, что в итоге экономит средства и помогает заботиться об экологии. Такие дома строятся с учетом уменьшения теплопотерь, минимализации использования электричества, использования естественной солнечной энергии.

Сравнение энергоэффективности домов

Расходование энергии в обычном доме

Расходование энергии в энергоэффективном доме

Что такое принципы здорового жилища?

Здоровье людей непрерывно связано с окружающей средой. Чем хуже экологическая обстановка, тем чаще болеет человек и срок его жизни меньше - это факт. Строительство деревянных домов открывает возможности для внедрения принципов здорового жилища. Строительство дома из бруса и каркасного дома - рациональное решение с точки зрения экологии: дерево это природный ресурс, который легко воспроизводится, его обработка (распиловка и шлифовка) не несет вреда экологии. А значит, что это экологически чистый материал.

Принципы здорового жилища используются на различных этапах строительства - начиная от планировки расположения и ориентации дома до внутренней отделки и ландшафта.

Предпосылки

Глобальное осознание важности сохранения нефтяного топлива в последнее время возросло из-за высоких цен на нефть и газ. Запасы нефти со временем уменьшаются, и ведутся поиски новых источников. Международное энергетическое агентство прогнозирует, что при наших нынешних темпах использования мировых запасов нефти и газа остается всего двадцать-двадцать пять лет, а политические и экономические реалии манипулируют рынками по всему миру. Чтобы понять, какой важный вклад может внести энергоэффективность в наше будущее, достаточно прочитать новости или посмотреть телевизор.

Помимо сокращения ресурсов, ускоренное использование этих ресурсов способствует глобальному потеплению-явлению, когда избыток CO2 в атмосфере вызывает значительное и быстрое повышение мировой температуры с последующим повышением уровня моря и непредсказуемыми атмосферными возмущениями. Используя “зеленые” материалы в строительстве, материалы, которые могут быть легко переработаны и которые потребляют меньше энергии для производства, мы можем замедлить глобальное потепление и расширить нефтяные ресурсы. Устойчивое развитие стало ключевым словом в описании таких проблем, и строительство в устойчивой окружающей среде означает, что мы должны использовать конструкции и материалы, которые легко заменяются и не требуют высоких затрат на производство энергии, а также строить дома, которые используют гораздо меньше ископаемого топлива для работы.

Окружающая среда, в которой мы живем оказывает огромное влияние на все, что мы делаем. Люди в каждой культуре, принимали решения, основываясь на окружающей их среде. Все использовали материалы, которые были общими для их среды обитания и необходимыми для их выживания. В 2021 году современный человек все еще экспериментирует с материалами, сборкой и эксплуатацией жилья во всех регионах России и других стран.

Дом - как живая система

Строительная наука - это изучение того, как здания функционируют в различных условиях. Способность предсказать, каким образом здание функционирует как система, позволяет строителю и проектировщику более гибко проектировать энергоэффективный дом. Изучение концепций строительной науки помогает объяснить дом, как систему, а ее обитатели помогают разработать решения, чтобы достичь максимально экономичного и энергоэффективного дома.

Мы строим дома, чтобы создать безопасную и комфортную среду обитания, чтобы мы могли быть комфортно защищены от внешней среды. Мы хотим чтобы в наших домах было тепло, когда холодно снаружи, прохладно, когда на улице жарко, сухо когда идет дождь, светло, когда мы не спим, были защищены от ветров, с комфортной влажностью помещения, наличием свежего воздуха, устойчивостью к землетрясениям и другим природным явлениям. Мы также хотим, чтобы наши дома были долговечными, доступными для строительства и экономичными в эксплуатации.

Наш успех в проектировании и строительстве этих домов зависит от нашего понимания физических сил, которые создают перетягивание каната между внешним миром и внутренней средой.

Что вы знаете об энергии в доме?

Тепло - это форма энергии. Тепло естественным образом перетекает из теплых областей в холодные во всех направлениях. Не имея средств для управления этим потоком, тепло быстро уходит из дома в холодную погоду. Строительство качественных домов требует хорошего понимания того, как энергия входит в дом, как энергия используется в доме и как энергия покидает дом.

Энергия поступает в дом из трех первичных источников:
1. Покупная энергия обычно представляет собой электричество, нефть, природный газ, пропан или древесину.
2. Солнечная энергия - это энергия, полученная от солнечного света, либо через солнечную энергию, системы сбора или передачи данных через окна.
3. Внутренняя энергия - это тепло, генерируемое обитателями. Среднестатистический человек в состоянии покоя выделяет примерно столько же тепла, сколько 100-ваттная лампочка.

Энергия используется в обычных домах следующими способами:
• На отопление и охлаждение помещений приходится до 70 процентов потребления энергии.
• Нагрев воды обычно составляет 15 процентов от общего потребления энергии.
• Освещение и бытовая техника, включая плиты, холодильники, стиральные машины, сушилки, компьютеры, телевизоры и т.д., составляют примерно 15 процентов от общего объема потребления энергии.

Потребление энергии для приборов будет варьироваться в зависимости от модели и объема использования, в то время как потребление энергии для освещения будет варьироваться в зависимости от модели, объема использования и количества используемого естественного освещения.

Напротив, в энергоэффективном доме отопление и охлаждение помещений потребляют около трети от всей энергии, водонагреватель - треть, а освещение и бытовая техника - треть. Общее потребление энергии будет намного меньше. Сегодня ясно, что есть предел способности нашей планеты обеспечить ископаемое топливо для обеспечения энергией. Узнав о механизмах потока энергии и о том, как управлять потери тепла, можно проанализировать, где в доме наибольшие потери энергии и как минимизировать потери энергии.

Как энергия поступает и выходит из дома?

Обратите внимание на рисунок выше, где показано как энергия входит и выходит из типичного здания. Когда мы переводим энергию в тысячи рублей, вскоре становится очень интересно человеку, который платит за всю эту энергию, чтобы управлять домом или зданием. Цель использования энергии в современных домах состоит в том, чтобы уменьшить потребление покупной энергии при одновременном увеличении естественной или свободной энергии, когда это необходимо. Конечно, поступление солнечной энергии должно быть уменьшено, когда это не нужно, как в неудобные жаркие дни.

Как строить энергоэффективные дома?

С основными понятиями разобрались, теперь перейдем к делу. Строительство энергоэффективных домов - наука не простая и требует особых знаний. С целью заботы об окружающей среде мы поделимся с нерадивыми строителями некоторыми технологиями строительства энергоэффективных домов.

1. Проводимость

Теплопроводность происходит при непосредственном контакте. Поскольку это относительно эффективное и быстрое средство передачи тепла, особенно через твердые тела, оно может быть основной причиной теплопотерь в домах. К счастью, мы можем замедлить проводимость тепла изнутри наших домов наружу, используя строительные материалы, которые являются плохими проводниками (изоляцией) и минимизируя или устраняя количество прямых тепловых путей изнутри наружу, которые образуются хорошими проводниками (деревянные каркасные материалы, алюминиевые оконные рамы и т.д.).

2. Конвекция

Чтобы лучше понять конвекцию, мы сосредоточимся на движении воздуха в домах. Всегда есть потоки воздуха, движущиеся и сталкивающиеся внутри наших домов, и всегда есть некоторый поток воздуха в наши дома и из них. Непреднамеренные отверстия в здании позволяют воздуху входить и выходить. Эти отверстия являются механизмом конвективных теплопотерь. Теплый воздух легче и плавучее, чем холодный воздух, который больше плотный. Это приводит к тому, что более теплый воздух естественным образом поднимается над более холодным воздухом, и это является источником ошибочного убеждения, что тепло поднимается (смотрите 10 основных правил строительной науки, пункт № 2).

В дырявых домах (название произошло от строителей, которые строят дырявые дома) происходит постоянная подача (инфильтрация) холодного воздуха. Этот плотный воздух вытесняет более теплый воздух, который легче и вытесняется вверх, что приводит к расслоению (явление холодных ног, горячей головы), которое мы справедливо связываем с плохо спроектированными домами. Затем теплый воздух выходит из дырявого дома через щели в потолочной пароизоляции. Движения теплого воздуха вверх и наружу в доме через сквозные отверстия (эксфильтрация) могут составлять до 35 процентов теплопотерь обычного дома. Только если мы ликвидируем дыры в наших домах, мы сможем отапливать их эффективно и комфортно. Дом без отверстий и вытекающей из них утечки воздуха может иметь одинаковую температуру во всем помещении. Конвекция также может происходить внутри изоляции, о чем мы поговорим в другой раз.

3. Излучение

Наиболее очевидным источником лучистого тепла в нашей жизни является солнце, источник лучистой энергии, который, пройдя через вакуум космоса согревает землю, в том числе и содержимое наших домов. Это содержимое некоторое время сохраняет тепло, но неизбежно перенаправляет часть его на более прохладные предметы в комнате или через окна в более прохладный мир снаружи. На самом деле лучистые теплопотери в домах происходят в основном через окна, именно поэтому остекление, стекла теперь сделаны устойчивыми к передаче инфракрасного излучения изнутри наружу дома. Но эти теплосберегающие окна (Low Emission - "низко эмиссионное", нанесенное магнитронным способом на поверхность стекла покрытие - мягкое напыление) все же позволяют теплу от солнца проникать в дом.

Заключение

Основным методом управления тепловыми потерями является ограничение теплового потока, то есть проводимости, конвекции и излучения. Чтобы ограничить тепловой поток, проектировщику и строителю необходимо продумать правильную установку оптимального количества теплоизоляционных материалов. Изоляционные материалы только замедляют тепловой поток; они не останавливают тепловой поток полностью. Изоляция ограничивает тепловой поток, задерживая воздух или газы. Именно захваченный неподвижный воздух или газы выполняют изолирующую роль, а не стеклянные волокна или другие волокнистые материалы, которые будут проводить тепло. Изоляция работает лучше всего, когда она захватывает воздух. Тщательно герметизируйте дома и будет вам тепло.

Это лишь малая часть такого понятия как энергоэффективный дом. Экологичный энергосберегающий дом помогает существенно снизить затраты на электроэнергию и теплоэнергию, а также помогает заботиться об окружающей среде. В скором времени все больше людей будут применять технологии строительства энергоэффективных домов, так как ресурсы планеты очень ограничены, а цены на энергоносители растут постоянно.