Что касается сложности – технологией каркасного домостроения с разными усовершенствованиями люди пользуются несколько веков. И у нас в Беларуси уже наработан опыт возведения каркасников – нужно лишь тщательно подходить к вопросу выбора специалистов. По поводу материалов – все они совершенно обычны, и даже если «куплять беларускае», можно построить совершенно нормальный дом. А по поводу затрат на строительство есть такой аргумент – если расходы, связанные с возведением кирпичного дома принять за 100%, то сооружение каркасного дома обходится на 25% дешевле. При этом строительство последнего осуществляется в любое время года.
Что касается цены «Энергодома» (300.000$), то если вынести за скобки инженерную часть в виде солнечных панелей, геотермального насоса, вентиляции с рекуперацией, «умного дома» и тому подобное, то конечная сумма затрат на строительство окажется гораздо ниже.
Фундамент
Основанием для «Энергодома» служит вполне бюджетный мелкозаглубленный фундамент – вес строения небольшой. Этот вид фундамента универсален, его рекомендуют к использованию на большинстве грунтов (ограничения все же есть!). В нашем случае получилось существенно снизить затраты на подготовительные земляные работы, сократить количество бетона и связанных с ним работ и материалов (арматура, опалубка и др.).
Грунтовые воды в этой местности залегают неглубоко – сказывается близкое Минское море, поэтому строители со всей серьезностью подошли к гидроизоляции фундамента. После этого приступили к теплоизоляции фундамента и полов по грунту. Для этого использовали экструдированный пенополистирол «Пеноплекс» («Технониколь»). Для вертикального утепления были взяты плиты «Пеноплекс» 50 мм, для горизонтального – 100 мм. Эти меры позволили отсечь теплопотери через грунт.
Важно отметить, что в процессе монтажа фундамента и пола первого этажа были проведены все подземные коммуникации (электрификации, водоснабжения, отопления, канализации).
Стены
Один из самых важных этапов строительства по каркасной технологии – соблюсти правильное, строго по «рецепту», расположение всех слоев «начинки» сэндвича стены. В нашем случае в реализации проекта участвовала компания ROCKWOOL, имеющая богатый опыт возведения энергоэффективных строений. Она выступила и консультантом по расчетам тепло- и звукозащитных характеристик «Энергодома», и поставщиком теплоизоляции на основе каменной ваты. Именно этот материал избран для утепления большинства конструкций, что можно объяснить удачным сочетанием в каменной вате таких качеств, как экологичность, пожарная безопасность, долговечность, высокие теплоизоляционные свойства (которые материал сохраняет в течение всего срока службы, а он равен сроку службы здания).
Для несущего каркаса использовался брус 50х200 мм, для внутренних перегородок 100х50 мм. Если смотреть на стену в разрезе, то увидим следующее (изнутри – наружу): чистовая отделка (краска, шпатлевка), два слоя гипсокартона (вертикальный и горизонтальный), гидроизоляционная мембрана, брус 50х50 мм, мягкая каменная вата ROCKWOOL толщиной 50 (в этом слое скрыты основные коммуникации дома), цементно-стружечная плита (ЦСП), мягкая каменная вата ROCKWOOL с установкой в распор толщиной 200мм (2 слоя по 100 мм), гидроизоляционная мембрана, обрешетка под вентфасад из бруса 30х70 мм, ЦСП.
Так как каменная вата является волокнистым материалом, она крайне эффективно поглощает звуковые волны. Поэтому для изоляции воздушного шума во внутренних перегородках и перекрытии также использованы материалы из каменной ваты ROCKWOOL.
Перекрытие
Кровля
Для строительства крыши использовались вполне традиционные пиломатериалы. Например, стропильная система собрана из бруса 50х150 мм, для сплошной обрешетки использовалась обрезная доска. Однако мы знаем, что толщина утеплителя в скатах – 300 мм. Возникает вопрос, как при высоте стропильной ноги (150 мм) сделать слой утепления в 300 мм?
Вот как выглядит крыша в разрезе (сверху – вниз): кровельное покрытие (гибкая черепица «Шинглас«), подкладочный ковер, сплошной настил, обрешетка, контробрешетка, гидроизоляция, стропила с мягким утеплителем ROCKWOOL между ними (150 мм), вертикальный брус 100х50 с утеплителем 100 мм, горизонтальный брус 50х50 мм и слоем утеплителя 50 мм, пароизоляция, металлический каркас, ГКЛ.
Как видим, такая система опытного кровельщика не испугает.
Стоимость строительства каркасного дома
Для расчета стоимости материалов и строительных работ взят представляемый дом общей площадью 189,5 м2, высота 1 этажа – 2 700 мм, высота мансардного этажа по стене – 1 500 мм, с простой двускатной крышей с углом наклона 33°, покрытой битумной черепицей «Шинглас», с площадью наружных стен 205,34 м2, площадью остекления 10%.
Смета строительства каркасного дома
| № | Наименование | Сумма, руб. |
| 1 | ФУНДАМЕНТ. НАРУЖНЫЕ СТЕНЫ И ПЕРЕГОРОДКИ. ПЕРЕКРЫТИЕ. СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА. КРОВЛЯ (материалы+работа) | 5.612.600 за м2 |
| По состоянию на 23.02.2015 – $380 за м2. | ||
| 2 | Отделка стен и потолков (материал+работа) | 1.033.900 за м2 |
| По состоянию на 23.02.2015 – $70 за м2. | ||
Инженерная начинка
Для водоснабжения били скважину, для организации канализации выбрали биологическую установку очистки бытовых стоков закрытого типа, производимую компанией «Трайдянис» (Литва). Установка представляет собой две коаксиальные емкости, из которых внутренняя является реактором, а наружная – вторичным отстойником.
Основой системы выступают специальные бактерии (работающие по аэробному принципу). Под воздействием микроорганизмов и принудительно подаваемого воздуха в установку происходит биологическая очистка стоков, которая заключается в разрушении органических и даже неорганических (фосфор, нитриты) веществ и соединений. В результате вода становится прозрачной и не имеет запаха, а постоянно находящийся здесь в виде взвеси активный ил удаляется посредством фильтрации (к примеру, на так называемой иловой площадке). Очищенная вода далее попадает в переливной колодец, а потом в дренаж. Такая канализация потребует минимум внимания со стороны владельцев и будет стабильно функционировать при любых погодных условиях.
Понятно, что дом получился теплый, но без обогрева ему все равно не обойтись. «Энергодом» строился на участке, к которому трубы с природным газом не дотянутся, возможно, никогда. Вариантов в такой ситуации немного – традиционная система отопления с твердотопливным или дизельным котлом, или малоизвестное в нашей стране геотермальное отопление с тепловым насосом. Выбрали последнее. В системе используется шведский тепловой насос Nibe F1245 на 10 кВт (поставщик – компания «Энергео») В его задачи входит обогрев дома зимой и кондиционирование – летом. Справляется он и с приготовлением горячей воды (установлен бойлер на 180 литров). Для работы теплового насоса потребовалось пробурить две скважины по 100 м.
Такая система стоит достаточно дорого – примерно 32.000 долларов. Но если посчитать, сколько будет затрачено на обустройство традиционной котельной с полностью автоматизированным теплогенератором на твердом топливе, с баками-аккумуляторами на 1-2 тонны воды, дымоходной системой, покупкой и доставкой топлива (например, пеллет), сколько «потянут» кондиционеры, то эти расходы будут вполне сопоставимы.
Опять же, тепловой насос в процессе эксплуатации не потребует ежедневных растопок, чистки.
Конечно, такой вариант с тепловым насосом теряет свою конкурентоспособность, если сравнивать с отоплением газом (на газифицированных участках) и по существующим сегодня дотационным ценам на голубое топливо для частника. Ситуация меняется коренным образом, когда стоимость газа становится запредельной – такое уже произошло в Украине, и спрос на тепловые насосы увеличился в разы. Геотермальное отопление окупит себя – тепло земли бесплатное.
В «Энергодоме» используется новый способ получения электроэнергии с помощью солнечных батарей. Его солнечная станция мощностью 5 кВт (однофазная) на крыше должна вырабатывать 5 000 кВт•ч бесплатной электроэнергии в год. Такая установка стоит $15 000 (солнечные панели LJ250-72P 250W, инвертер Trannergy HYI 5400 TL, автоматы, кабели, монтажные материалы). Предусмотрена также возможность продажи излишков электроэнергии в государственную энергосеть (с установленным коэффициентом 3), так что срок окупаемости для установки будет не такой уж и большой.
Всеми коммуникациями в «Энергодоме» управляет система «Умный дом» по технологии KNX. За эту часть работы отвечала белорусская компания «ДАР-электро».
KNX – это открытый стандарт для всех приложений, связанных с управлением квартирами и зданиями, включая управление освещением, ставнями, жалюзи, различными системами безопасности, отоплением, вентиляцией, кондиционированием воздуха, слежением, подачей предупредительных сигналов, контролем над потреблением воды и энергопотреблением, контролем работы счетчиков, домашней бытовой техники, аудиосистем и пр.
Принцип работы системы прост. Цифровой сигнал от сенсора (это может быть датчик движения, утечки воды или газа, термостат, сенсорный выключатель и т.д.) по bus-линии, так называемой «витой паре», поступает на исполнительное устройство – активатор, который, в свою очередь даст команду устройству-потребителю совершить то или иное действие, например, электродвигатель опустит или поднимет жалюзи, электроклапан перекроет или откроет поток воды в радиаторе, сработает световая и звуковая сигнализация, система отправит сообщение на мобильный телефон и т.д.).
В «Энергодоме» по технологии KNX специалистами компании «ДАР-электро» реализованы следующие функции:
– Управление освещением первого и второго этажей, чердака и улицы:
— индивидуальное (каждая группа освещения запитана отдельной линией);
— групповое (центральные функции по управлению освещением всего этажа или всего здания в целом).
– Управление микроклиматом помещений первого и второго этажа:
— автоматическое и ручное управление контурами теплого пола первого этажа;
— автоматическое и ручное управление конвекторами в режиме обогрев/охлаждение.
– Управление вентиляционной установкой по датчику CO2:
— автоматическое управление по уровню СО2;
— ручное управление по выбору пользователя.
– Управление силовыми нагрузками:
— питание розеток;
— управление приводами и насосами.
Кроме создания комфортных условий для проживающих, «умный дом» позволит экономить до 40% электроэнергии.
Непременным условием энергосбережения является регулируемый воздухообмен с утилизацией вторичного тепла. Проще говоря, в домах, подобных «Энергодому», обязательно предусматривается принудительная вентиляция с рекуперацией. Приточно-вытяжные устройства с рекуператорами позволяют возвратить до 90% тепла уходящего из дома воздуха. Достигается это посредством установки теплообменника, где и происходит нагревание поступающего свежего воздуха теплом уходящего.
Юрий Воскобойников, главный инженер ООО «Вентпартнер»
Система вентиляции в «Энергодоме» состоит из приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла Lossnay (производство Mitsubishu Electric, Япония), воздуховодов из оцинкованной стали и гибких воздуховодов Aludec, воздушных регулирующих клапанов, воздухораздающих устройств (диффузоров). Установка рассчитана на создание комфортных норм воздухообмена и микроклимата в любой период года. Система позволяет утилизировать до 70% энергии, затрачиваемой на охлаждение или обогрев воздуха в помещениях. Благодаря использованию специального материала рекуператора приточный воздух охлаждается и осушается летом, а также нагревается и увлажняется зимой за счет вытяжного воздуха. Установка имеет русифицированный пульт управления, который интегрирован в систему диспетчеризации «умного дома». Установка работает постоянно, но в отсутствии жильцов практически перекрывается подача свежего воздуха в жилые помещения при помощи регулирующих клапанов в целях экономии тепла и энергоносителя.
Примерная стоимость оборудования и материалов – 6 000 евро, монтаж – 1 200 евро.
Альтернатива данной системе с рекуперацией – «гибридная вентиляция». Она обеспечивает естественный организованный приток наружного воздуха через оконный или стеновой гигрорегулируемые клапаны (закрываются или открываются в зависимости от влажности в помещении) и механическую вытяжную вентиляцию с вытяжными модулями постоянного давления и системой вытяжных гигрорегулируемых решеток. Система запатентована фирмой Aereco (Франция).
Дневной свет оказывает положительное влияние на здоровье человека: повышается трудоспособность, улучшается общее самочувствие. Площадь остекления в «Энергодоме», обеспечивающее полноценное естественное освещение, – 10%. Естественно, что все окна – энергоэффективные.
Сергей Зенченко, представитель компании Velux в РБ
Чтобы дом был максимально светлым, на этапе проектирования с помощью программы VELUX Daylight Visualizer было проведено моделирование естественного освещения, по результатам которого было рассчитано необходимое количество окон и их оптимальное расположение.
Теплотехнические характеристики окон и солнцезащитные аксессуары подбирались с учетом достижения положительного энергобаланса зимой и летом. Наружные автоматические маркизеты защищают от перегрева летом, а использующееся в мансардных окнах VELUX селективное покрытие помогает сохранить тепло зимой.
Всего в доме установлено шесть мансардных окон VELUX. Количество мансардных окон рассчитывалось таким образом, чтобы обеспечить оптимальное количество естественного освещения, равномерно осветить все пространство и гарантировать эффективную вентиляцию. Окна используются как второй свет. Для комфортного передвижения без электрического освещения по лестнице на второй этаж в скат крыши установлено дополнительное окно.
В данном проекте были использованы деревянные окна VELUX, произведенные из клееной древесины сосны и имеющие энергосберегающий стеклопакет. Удобная ручка в верхней части окна позволяет разместить под окном мебель.
На окнах в комнатах установлены управляемые от солнечной энергии затемняющие шторы VELUX (модель DSL). Они изготовлены из устойчивого к загрязнению полиэстера со специальным алюминиевым теплоотражающим покрытием с тыльной стороны.
Эффективная защита от перегрева помещения без затемнения достигается при помощи внешних, управляемых от солнечной энергии, маркизетов VELUX (модель MSL). Они задерживают до 95% тепла. Сетчатая ткань пропускает свет, не мешает обзору и позволяет снизить температуру в помещении на пять градусов.
Управление солнцезащитой происходит как в ручную, так и автоматически при помощи программируемого сенсорного пульта KLR 200. Программа позволяет настроить автоматическое открывание/закрывание штор и маркизетов в зависимости от времени суток и дня недели.
Если вникнуть во все этапы строительства и разобраться, какие материалы использовались, то становится ясно, что энергоэффективные дома – вполне по карману белорусскому застройщику. Важно отметить, что такая концепция строительства не является «альтернативной» традиционному. Применяемые в энергоэффективных домах технологии сегодня могут использоваться повсеместно. Главное, что нужно понять, – энергоффективность не означает больших затрат. Напротив, применение современных материалов позволяет экономить еще на стадии строительства. Главное отличие – в выгоде владения. При практически одинаковой себестоимости традиционный дом не будет экономить ваш бюджет и, тем более, окупать себя. А комфортная температура в жилище, всегда свежий воздух, возможность регулировать все параметры климата в помещениях означают принципиально новый уровень качества жизни.
Таблица 2.
| 3 | Геотермальное отопление с напольными конвекторами | 488 250 000 |
| 4 | Электрификация и автоматизация | 325 500 000 |
| 5 | Рекуперация и вентиляция | 279 000 000 |
| 6 | Солнечные панели+инвертер | 221 550 000 |
Полезная информация
Мировыми лидерами по применению энергетических гелиоустановок являются Германия, Испания и США. Во всех этих странах существуют государственные программы, направленные на поддержку потребителей. В Германии владельцы домов с «солнечным» электричеством получают выгоду от поставляемой в общую сеть энергии, поэтому число переходящих на самообеспечение собственников ежегодно растет. В Испании все затраты на приобретение установок покрываются за счет подоходного налога. В США, в зависимости от штата, существуют различные способы поощрения: от чеков на определенную сумму до налоговых льгот. Доля солнечной энергетики в общемировом энергетическом балансе ежегодно увеличивается на 30-50%.
Как использовать бесплатное солнце?
Применение солнечных панелей в Беларуси пока сдерживает достаточно большой срок их окупаемости, но использование энергии солнца непосредственно для отопления и горячего водоснабжения домов уже становится правилом. Для этого также применяются разработанные в Европе и США технологии: в частности, это солнечные коллекторы, где происходит нагрев используемой для горячего водоснабжения воды, и специальные теплоаккумулирующие стены. В качестве примера можно привести систему «стена Тромб-Мишеля», разработанную во Франции. Она состоит из массивной бетонной стены, окрашенной снаружи в черный цвет, и стеклянного экрана на некотором расстоянии перед ней, так что между ними имеется полость. В верхней части остекления, а также в верхней и нижней частях бетонной стены расположены вентиляционные отверстия. Зимой они в панели остекления закрыты, а в стене открыты. Нагретый солнцем в вертикальной полости воздух поднимается вверх и поступает в помещение, а более холодный воздух выходит из комнаты в полость через нижние отверстия в бетонной стене. Таким образом, устанавливается цикличный процесс нагревания. Эта система способна обеспечить значительную часть тепла, необходимого для поддержания комфортной температуры в коттедже.
Просто цифры
1 кубометр изделий из каменной ваты в конструкции стены равноценен по теплоизолирующим свойствам 1 100 глиняных кирпичей. На организацию производства этого кирпича потребуется удельных капвложений в 7 раз больше, чем для утеплителя, а масса готовой продукции будет больше в 20 раз. На порядок больше будет и потребление топлива для производства кирпича. Соответственно, огромна разница и в цене этих материалов, и в объемах работ по монтажу. То есть то самое качество, которое важно для обеспечения безопасности материала для окружающей среды в целом – наименьшая масса изымаемых природных ресурсов, дает выигрыш в технологичности материала и сокращает затраты на строительство.