Предпосылками для создания таких домов послужил кризис мировых запасов топлива (нефть, газ, уголь). Например, в России в зимний период года на обогрев зданий расходуется 40% всех энергоресурсов страны. Данный вопрос является глобальной проблемой для всего человечества.

Для того чтобы разобраться в теме, следует обратиться к истории энергоэффективного строительства. Впервые энергоэффективное здание появилось в США в 1974г. Это было офисное здание. Экономия энергии в нем происходила за счет применения солнечных батарей, теплоизоляции ограждающих конструкций и систем индивидуального учета энергии. Именно это здание положило начало проектированию и строительству  энергоэффективных домов по всему миру. Сейчас во многих европейских странах приняты государственные программы по сбережению энергии и построены целые районы домов с нулевым энергопотреблением (когда энергия тратится только на подогрев горячей воды, но не на отопление). 

В России в 2001 году был запушен экспериментальный проект в микрорайоне Никулино-2. Жилой дом в Москве, при проектирование которого были использованы такие решения как: устройство теплоснабжения за счет грунтовых вод и использования поквартирного учета энергопотребления.

Главная задача энергосбережения – это сохранения тепла в доме без использования традиционных способов обогрева. Показательно, что основная часть тепла выходит через вентиляцию (около 60%). Вентиляция необходима для циркуляции воздуха в помещении, поэтому решить эту проблему очень сложно.  Минимизировать потери теплого воздуха может система искусственной вентиляции, нагревающая воздух, поступающий в дом.

Кроме теплопотерь через вентиляцию, существует понятие «тепловое излучение». Материалы, испускающие тепловое излучение, быстро выводят тепло, и помещение остывает. Они не подходят для теплоизоляции дома, правильным выбором будут материалы с отражающими свойствами на основе алюминия, которые способны отражать до 98% теплового излучения. 

Чтобы начать экономить и снизить до минимума затраты на энергопотребление, сохранив температуру в помещении комфортной для пребывания человека, нужно решить сразу ряд задач: инженерно-технологические, объемно-планировочные, градостроительные и материаловедческие.

Для архитекторов и проектировщиков главными принципами должны стать:

• этажность. Для максимального обогрева здания от природных источников  энергии необходима небольшая высота (1-3 этажа);
• объемно-планировочное решение. Планировка здания должна быть максимально компактной и прямолинейной, без лишней изрезанности фасада для того, чтобы уменьшает площадь наружных стен и снизить теплопотери через них;
• устройство тамбура при входе для отделения наружного холодного и внутреннего теплого воздуха;
• рациональная ориентация дома с учетом естественной освещенности. Окна в таких проектах должны выходить на южную сторону; 
• беспрепятственное проникновения солнечного света. Высокие деревья вокруг дома исключаются;  
• герметичность всех стыков здания, то есть отсутствие «мостиков холода»;
• применение светопрозрачных конструкций, отражающих тепловое излучение;
• использование альтернативных источников энергии, таких как солнце, ветер, тепло грунта;
• компьютерное управление системами учета энергопотребления;
• контроль за энергопотреблением и дальнейшая разработка мероприятий для экономии.

Если внедрять в проекты вышеперечисленные решения, действительно можно экономить на ежемесячных счетах от ЖКХ. Многим жильцам хотелось бы жить в таком доме, но в энергоэффективных домах есть свои недостатки. Это небольшая площадь дома, использование неорганических теплоизоляционных материалов, которые могут выделяться вредные вещества, неблагоприятно влияющие на организм человека, а также исключение возможности проветривания для поддержания температуры внутри дома.

Несмотря на недостатки, энергоэффективные дома являются спасением в сложившейся ситуации, тем более в нашей «холодной» стране. К сожалению, технологии по энергосбережению в России пока слабо развиты, на данный момент в проекты включают системы учета энергопотребления. Во многих недавно построенных или реконструированных домах ведется поквартирный контроль потребляемого тепла, холодной и горячей воды, электричества и газа. Таким примером является жилой комплекс «Южный берег», построенный в Красноярске. В нескольких жилых домах применено оборудование, соответствующие современным стандартам энергосбережения.  Система отопления принята стояковой с двухтрубной разводкой, на стояках установлены автоматические балансировочные клапаны, а на отопительных приборах – терморегуляторы. Применен погодозависимый контроллер, который позволяет подстроиться температуре в системе отопления к погодным условиям, исключая тем самым перерасход энергии. 

Система диспетчеризации и мониторинга инженерных систем работает на основе программного комплекса, с помощью которого можно удаленно отслеживать и контролировать параметры теплового пункта в рабочем режиме.

Рисунок 1. Программный комплекс системы диспетчеризации

Система индивидуального учета теплопотребления, установленная в квартирах, позволяет собирать данные жильцов удаленно с помощью системы радио сбора. Поквартирные приборы учета точно определяют количество потребляемого тепла и стимулируют жильцов экономить энергоресурсы.

Все собранные данные о энергопотреблении отображаются на экране у оператора системы диспетчеризации.

По итогу можно с уверенностью сказать, что жилые дома, оборудованные энергосберегающими приборами, позволяют экономить около 40% энергоресурсов в год по сравнению с обычными домами.

В силу природно-климатических условий северные города России считаются сильно энергорасходными, поэтому энергосберегающие технологии в строительстве являются очень актуальной темой. Сейчас у человечества есть все для создания рационального «умного» жилья с альтернативными источниками энергии без вреда здоровью человека и окружающей среде. Хочется надеяться, что ближайшие годы энергосберегающие технологии плотно войдут в жизнь человека, как когда-то вошли кирпичное или, например, панельное домостроение.

Автор: Ольга Федосова, инженер-проектировщик, г. Красноярск