/ Блог
Доклад на конференции Passive House 2023. Энергоэффективный жилой дом в Московской области.
В энергоэффективных домах стандарта Passive house особенно важен комплексный подход к проектированию. Исходные данные, архитектурные объемы, инженерные решения, а также жизненный цикл здания объективно влияют на принятие решений. Цифровая модель здания позволяет, еще на этапе эскизного проектирования, оценивать варианты. При проектировании объема крайне важно понимать структуру будущего дома. Например, можно сэкономить существенные площади оптимизируя логистику перемещений жильцов. Это влияет на расположение входов и лестниц, длину коридоров и холлов. И, конечно же, экономия площадей, без потери комфорта проживания, позволяет уменьшить площадь оболочки здания, напрямую уменьшая теплопотери оболочки. Расположение жилых помещений с большими окнами с южной стороны, а технических и подсобных с северной, а также размер окон – позволяет регулировать температуру в каждом отдельном помещении. Помогает принять решение об установке кондиционера, или уменьшении площади окна, или даже регулировать свес кровли для затенения окна.
Перед каждым нашим проектом мы актуализируем информацию по стоимости теплоизоляционных материалов и цены на энергоносители. В данном случае газификация участка отсутствует, поэтому отопление выполнено полностью на электричестве. Для обоснования толщины теплоизоляции заказчику были предоставлены данные по цене КВтч электричества во времени с учетом инфляции, а также расчет оптимальной толщины теплоизоляции на период эксплуатации здания в 30 лет. Также были проанализированы варианты источников отопления: электрический котел отопления, тепловой насос с горизонтальным грунтовым жидкостным теплообменником, вертикальным ГТО, а также воздушный тепловой насос. В расчетах учтен коэффициент COP - индекс энергетической эффективности при работе на обогрев. То есть отношение выработанной энергии тепла при полной нагрузке к потребляемой мощности.
После того как мы выяснили инфляцию и период эксплуатации здания, можно переходить непосредственно к расчетам целесообразной толщины слоя утеплителя:
Таким образом очевидно, что экономически целесообразное термическое сопротивление R с учетом инфляции 5% составит 7,82 м2*оС/Вт, что соответствует 328 мм теплоизоляции. С учетом типовых толщин теплоизоляции и из соображений уменьшения капитальных затрат было принято решение округлить толщину теплоизоляционного слоя до 300 мм.
Далее следует уточнение проекта и получение всех технических показателей, существенных для теплотехнического расчета данного конкретного дома. Теплотехнический расчет проводился в программе PHPP 9.0. А теплотехнический расчет, в свою очередь, предоставляет показатели, необходимые для подбора, оценки и сравнения вариантов инженерных систем.
Сравнение вариантов источников отопления:
На основе анализа капитальных затрат и эксплуатационных расходов на горизонте 20 лет, принято решение о применении теплового насоса с горизонтальным ГТО.
Проектные энергетические показатели жилого дома (без учета ГВС и части гаража):
Гаражная часть не рассматривается по причине иного температурного режима (10 оС).
ГВС - горячее водоснабжение не рассматривается из-за субъективных режимов использования у разных пользователей.
Таким образом расходы на отопление для дома в 212 м.кв. составят 15 705 рублей в год (в ценах 2023 года).
Генплан участка:
План первого этажа:
План второго этажа:
Основным источником генерации тепла является электричество. Система отопления представляет собой водяной теплый пол внутри ЖБ плит каждого этажа. Предусмотрена приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла. Кондиционирование воздуха представляет собой централизованную систему рециркуляции воздуха с теплообменником охлаждающимся от системы ГТО.
Принципиальная инженерная схема:
- Общая площадь 250 м2
- Общий отапливаемый объем помещений 803 м3
- Общая площадь ограждающих конструкций 838 м2
- Площадь остекления 101 м2
- Коэффициент компактности A/V – 0,63
- Расход тепла на отопление 13 097 КВтч/год
- Удельный расход тепла на отопление 52 кВтч/(м2год)
- Отопительная нагрузка 8,4 КВт
- Удельная отопительная нагрузка 34 Вт/м2
Посмотреть дом в портфолио.
Аналитическая часть
Перед каждым нашим проектом мы актуализируем информацию по стоимости теплоизоляционных материалов и цены на энергоносители. В данном случае газификация участка отсутствует, поэтому отопление выполнено полностью на электричестве. Для обоснования толщины теплоизоляции заказчику были предоставлены данные по цене КВтч электричества во времени с учетом инфляции, а также расчет оптимальной толщины теплоизоляции на период эксплуатации здания в 30 лет. Также были проанализированы варианты источников отопления: электрический котел отопления, тепловой насос с горизонтальным грунтовым жидкостным теплообменником, вертикальным ГТО, а также воздушный тепловой насос. В расчетах учтен коэффициент COP - индекс энергетической эффективности при работе на обогрев. То есть отношение выработанной энергии тепла при полной нагрузке к потребляемой мощности.
После того как мы выяснили инфляцию и период эксплуатации здания, можно переходить непосредственно к расчетам целесообразной толщины слоя утеплителя:
Таким образом очевидно, что экономически целесообразное термическое сопротивление R с учетом инфляции 5% составит 7,82 м2*оС/Вт, что соответствует 328 мм теплоизоляции. С учетом типовых толщин теплоизоляции и из соображений уменьшения капитальных затрат было принято решение округлить толщину теплоизоляционного слоя до 300 мм.
Далее следует уточнение проекта и получение всех технических показателей, существенных для теплотехнического расчета данного конкретного дома. Теплотехнический расчет проводился в программе PHPP 9.0. А теплотехнический расчет, в свою очередь, предоставляет показатели, необходимые для подбора, оценки и сравнения вариантов инженерных систем.
Сравнение вариантов источников отопления:
На основе анализа капитальных затрат и эксплуатационных расходов на горизонте 20 лет, принято решение о применении теплового насоса с горизонтальным ГТО.
Проектные энергетические показатели жилого дома (без учета ГВС и части гаража):
Гаражная часть не рассматривается по причине иного температурного режима (10 оС).
ГВС - горячее водоснабжение не рассматривается из-за субъективных режимов использования у разных пользователей.
Таким образом расходы на отопление для дома в 212 м.кв. составят 15 705 рублей в год (в ценах 2023 года).
Архитектура
По заданию заказчика дом выполнен в стиле альпийского шале. В плане имеет симметричную двухэтажную форму основного объема с примыкающей одноэтажной частью гаража. Архитектурное решение жилого дома рассчитано на семью из 6 человек. Дом расположен на участке площадью 20 соток с выраженным уклоном. Ближе к верхней части участка и подъездной дороге. Террасами спускается, повторяя рельеф. Такое решение позволяет обеспечить комфортный подъезд к дому, а также минимизировать объем земляных работ. Остекление северного фасада минимизировано, чтобы ограничить теплопотери. Основное назначение окон на северном фасаде визуальный комфорт и контроль за участком, а также обеспечение технического доступа. Ориентация постройки по сторонам света влияет на внутренний микроклимат помещений, комфортное проживание людей, а также помогает сэкономить на отоплении и освещении.
Основная секция представляет из себя двухэтажный объем с входной группой, гостиной, кухней и комнатой при сауне на первом этаже. На втором этаже расположены: хозяйская спальня, гардеробная и хозяйская ванная. Также на втором этаже расположены три комнаты для проживания членов семьи и общая ванная комната. Холл второго этажа может использоваться как игровая комната. Техническое помещение с низкой частью крыши полностью отделено от второго этажа и имеет доступ со стороны гаража. Объем основной секции запроектирован с толщиной теплоизоляции стен 300мм. Фундамент с толщиной теплоизоляции 200мм. Одноэтажная секция гаража состоит из собственно гаража на одно машиноместо, мастерской и склада садового инвентаря. Толщина утеплителя принята 200мм у стен и фундамента. Главный вход в дом, расположен с северо-востока, со стороны въездной зоны. Предусмотрены дополнительные выходы на участок из кухни и душевой при сауне. Выходы на террасу выполнены в виде открывающихся раздвижных створок окон в пол в зоне гостиной.
Основная секция представляет из себя двухэтажный объем с входной группой, гостиной, кухней и комнатой при сауне на первом этаже. На втором этаже расположены: хозяйская спальня, гардеробная и хозяйская ванная. Также на втором этаже расположены три комнаты для проживания членов семьи и общая ванная комната. Холл второго этажа может использоваться как игровая комната. Техническое помещение с низкой частью крыши полностью отделено от второго этажа и имеет доступ со стороны гаража. Объем основной секции запроектирован с толщиной теплоизоляции стен 300мм. Фундамент с толщиной теплоизоляции 200мм. Одноэтажная секция гаража состоит из собственно гаража на одно машиноместо, мастерской и склада садового инвентаря. Толщина утеплителя принята 200мм у стен и фундамента. Главный вход в дом, расположен с северо-востока, со стороны въездной зоны. Предусмотрены дополнительные выходы на участок из кухни и душевой при сауне. Выходы на террасу выполнены в виде открывающихся раздвижных створок окон в пол в зоне гостиной.
Конструкции здания запроектированы из монолитного железобетонного каркаса на свайном фундаменте. Заполнение ЖБ каркаса выполнено газобетонными блоками. Кровля из деревянных стропил и клееных балок.
Генплан участка:
План первого этажа:
План второго этажа:
Инженерия
Основным источником генерации тепла является электричество. Система отопления представляет собой водяной теплый пол внутри ЖБ плит каждого этажа. Предусмотрена приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла. Кондиционирование воздуха представляет собой централизованную систему рециркуляции воздуха с теплообменником охлаждающимся от системы ГТО.
Принципиальная инженерная схема:
Теплотехнические показатели
В качестве основного утеплителя пола применен XPS экструдированный пенополистирол с коэффициентом теплопроводности – 0,033 Вт/(м*К) с толщиной теплоизоляции 200мм. На стенах и в кровле применена каменная вата с коэффициентом теплопроводности – 0,042 Вт/(м*К). Толщина теплоизоляции стен 300мм, кровли 400мм.
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций:
Стены (в части газобетона) – 9,95 (м2*оС)/Вт
Плита по грунту – 6,54 (м2*оС)/Вт
Кровля – 8,24 (м2*оС)/Вт
Окна – 1,25 (м2*оС)/Вт
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций:
Стены (в части газобетона) – 9,95 (м2*оС)/Вт
Плита по грунту – 6,54 (м2*оС)/Вт
Кровля – 8,24 (м2*оС)/Вт
Окна – 1,25 (м2*оС)/Вт
Технико-экономические показатели:
Жилой дом:
- Общая площадь 250 м2
- Общий отапливаемый объем помещений 803 м3
- Общая площадь ограждающих конструкций 838 м2
- Площадь остекления 101 м2
- Коэффициент компактности A/V – 0,63
- Расход тепла на отопление 13 097 КВтч/год
- Удельный расход тепла на отопление 52 кВтч/(м2год)
- Отопительная нагрузка 8,4 КВт
- Удельная отопительная нагрузка 34 Вт/м2
Посмотреть дом в портфолио.
