Сегодня энергоэффективность часто ассоциируют с технологиями (солнечные панели, системы "умный дом" и тп.), экологичностью, экономией. Однако с точки зрения архитектора все немного иначе.
По-настоящему энергоэффективный дом — это результат архитектурных решений, которые позволяют зданию потреблять минимум энергии без ущерба для комфорта. Инженерные системы лишь дополняют правильно спроектированную архитектуру, но не заменяют её.
Как определить энергоэффективность?
В одном из текущих проектов мы подошли к этому вопросу с практической точки зрения и не без помощи ИИ собрали очень информативный "Калькулятор класса энергетической эффективности ИЖС" по ГОСТ Р 71392-2024 (приложение Б), чтобы по заданным параметрам дома и средним удельным значениям расхода и прочим данным с учётом заложенных в ГОСТ формул, а их несколько десятков, получить предварительное понимание по классу энергоэффективности нашего дома и найти архитектурные и конструктивные решения, которые помогут его повысить.
Расчёты показали наибольшую зависимость класса энергоэффективности от общего коэффициента теплопередачи наружных ограждающих конструкций здания (из расчета по СП 50.13330 2024 «Тепловая защита зданий»).
То есть общий коэффициент теплопередачи описывает, насколько хорошо наружные ограждения здания удерживают тепло: стены, окна, кровля, перекрытия и т.п. Чем меньше коэффициент, тем лучше теплозащита и ниже расчетный расход на отопление.
О чём это говорит - что форма здания и, в особенности, архитектурно-строительные узлы оказывают наибольшее влияние, а следовательно и другие вытекающие из них факторы: ориентация, пропорции, площадь теплого контура и тп.
О чём это говорит - что форма здания и, в особенности, архитектурно-строительные узлы оказывают наибольшее влияние, а следовательно и другие вытекающие из них факторы: ориентация, пропорции, площадь теплого контура и тп.
Как архитектура определяет энергопотребление?
Практика стандарта проектирования пассивных домов показывает, что максимальная энергоэффективность достигается не отдельными технологиями, а комплексной работой с архитектурой здания. Высокие показатели становятся следствием пяти взаимосвязанных принципов:
Ни один из этих элементов не работает изолированно — эффективность достигается только их совместной работой.
- качественной теплоизоляции;
- герметичной оболочки;
- отсутствия мостиков холода;
- эффективного остекления;
- вентиляции с рекуперацией.
Ни один из этих элементов не работает изолированно — эффективность достигается только их совместной работой.
Поэтому главный вопрос при проектировании — «какой должна быть архитектура дома».
1. Архитектура начинается с участка
Хороший проект всегда рождается из анализа участка.
Архитектор изучает:
- движение солнца;
- преобладающие ветры;
- рельеф;
- существующие деревья;
- виды из окон;
- соседнюю застройку и тп.
Именно расположение дома позволяет использовать естественным образом энергию окружающей среды.
Южные фасады получают максимальное количество зимнего солнца, северные требуют меньшего остекления, а грамотное размещение террас, навесов и деревьев помогает защитить дом от летнего перегрева без дополнительных затрат энергии — фактически солнце становится частью архитектуры.
В работе над своими проектами мы обязательно определяем розу ветров и движение солнца согласно фактической местности; часто самостоятельно проводим топосъёмку или работаем с предоставленной, определяя оптимальное решение по рельефу участка; обязательно производим фото и видеосъемку и анализируем текущие и возможные проектные видовые точки; — всё это и множество других факторов мы планируем и проверяем системно, что помогает проводить качественный анализ участка и окружающей территории.
2. Простая форма работает лучше сложной
Одно из самых логичных правил энергоэффективной архитектуры — чем проще объем здания, тем легче сохранить тепло.
Каждый дополнительный угол, эркер, выступ, или сложная кровля увеличивают:
- площадь теплопотерь;
- количество конструктивных узлов, ведущих к теплопотерям;
- вероятность появления мостиков холода;
- стоимость строительства.
Это не означает отказ от выразительной архитектуры. Современная премиальная архитектура может достигать и достигает индивидуальности другими средствами:
- пропорциями;
- пластикой фасада;
- натуральными материалами;
- глубиной оконных проемов;
- работой света и тени.
Минимализм формы вовсе не означает бедность архитектуры и при грамотном подходе это может быть максимально правильным и премиальным решением.
3. Оболочка здания — главный инженерный элемент
Архитекторы все чаще говорят, что лучшая инженерная система — это качественная оболочка дома. К ней относятся:
- фундамент;
- стены;
- кровля;
- окна;
- двери;
- все примыкания конструкций.
Если оболочка работает правильно, дому требуется значительно меньше энергии на отопление и охлаждение.
Именно поэтому современные стандарты энергоэффективного строительства уделяют особое внимание непрерывной теплоизоляции, герметичности и устранению тепловых мостов.
Для решения этих вопросов, мы как архитекторы делаем теплотехнические расчеты ограждающих конструкций, продумываем тёплые архитектурно-строительные узлы, предлагаем нестандартные архитектурные и конструктивные решения, сохраняя задуманную архитектурную концепцию, согласованную с заказчиком.
4. Панорамные окна и архитектурные решения
Какими должны быть окна?
Большое панорамное остекление — неотъемлемая часть современной архитектуры, однако сами по себе такие окна не делают дом ни современным, ни энергоэффективным. В энергоэффективном доме для архитектора каждое окно — это часть энергетического баланса здания, но при этом одновременно это и свет в пространстве, и источник шума, и красивый вид, и источник свежего утреннего воздуха и множество других взаимосвязанных факторов, без учёта которых любое энергоэффективное решение любого класса не будет иметь никакого смысла.
Если основные архитектурные вопросы решены, то приобретают значение следующие факторы:
- ориентация по сторонам света;
- площадь остекления;
- коэффициент солнечного пропускания;
- качество стеклопакетов;
- глубина откосов;
- внешняя солнцезащита.
Например:
- южные окна помогают отапливать дом зимой;
- западные чаще становятся причиной летнего перегрева;
- северные обеспечивают стабильный мягкий свет без лишних теплопоступлений.
Именно поэтому в хорошем проекте окна, как и любые другие архитектурные решения и элементы, не случайны, осмыслены и подразумевают комплексное решение.
Каким могут быть архитектурные решения?
В своей работе мы часто опираемся на логику и рациональность решений, перенимаем лучший опыт уже реализованных решений, формируем свой подход к решению наиболее повторяемых вопросов. Например, одним из таких принципов проектирования - является "модульность", когда локальное решение отдельно взятой функции / модуля позволяет выстраивать цепочку глубоко взаимосвязанных процессов, и в последствии беспроблемно увязывая десятки или сотни уже готовых модульных решений между собой на разных этапах проекта.
Пример модульного 4-этапного решения:
- Разбить помещения на группы (техническая, жилая, гостиная, банная и тп.);
- Распределить группы по предпочтительным сторонам света в соответствии с функционалом, ТЗ и проектными задачами (техническую группу совместить с банной, лестничную группу ближе в центр и тп.);
- Ориентировать отдельно каждую группу с учетом сторон света и внутренних проектных взаимосвязей;
- Найти внутренне планировочное решение группы с расстановкой мебели и оборудования.
На примере мастер-спальни:
- Сформировали группу мастер спальни с оптимальными габаритами, функциональным санузлом и светлой гардеробной.
- Определили ориентацию блока мастер-спальни на южную сторону;
- Ориентировали расположенный блок на определенную видовую зону с привязкой к инженерным и пространственным коммуникациям, определили гардеробную и санузел на более подходящую сторону;
- Подобрали оптимальную удобную расстановку мебели и оборудования.
Конечно, с ростом масштаба проекта очень сложно учесть абсолютно все обстоятельства / желания / ограничения и тп., но для качественного решения архитектурных задач и сохранения энергоэффективности мы имеем свои "инструменты" — от построения системного рабочего процесса и программного инструментария до творческо-технического мышления и годами наработанного опыта.
5. Свет и тень как архитектурный инструмент
Пассивная архитектура использует климат вместо оборудования. Свесы кровли, вертикальные ламели, экраны, перголы и зеленые насаждения позволяют:
- уменьшить перегрев летом;
- сохранить зимнее солнечное тепло;
- снизить нагрузку на кондиционирование.
Такие решения работают десятилетиями без обслуживания и потребления энергии.
6. Выбор материалов
Раньше эффективность здания оценивали почти исключительно по расходу энергии в процессе эксплуатации.
Сегодня архитекторы учитывают еще один показатель — углеродный след материалов.
То есть значение имеет не только то, сколько энергии потребляет дом после строительства, но и сколько ресурсов было затрачено на производство бетона, стали, кирпича, утеплителей и отделки.
Современные исследования показывают, что для действительно устойчивой архитектуры необходимо одновременно снижать эксплуатационные затраты энергии и выбирать материалы с меньшим углеродным следом.
Это, конечно, "высший пилотаж" в нашей проектной деятельности, и далеко не самый актуальный вопрос на российском рынке, но всегда есть к чему стремиться.
В наших же проектах в первую очередь мы стараемся смотреть на качество облицовочных материалов и их тактильность, методы и возможности монтажа для реализации задуманной концепции, подбираем масштаб и текстуру для визуального восприятия. Для конструктивных материалов изучаем удачный опыт эксплуатации в различных условиях, считаем эффективную толщину утепления, уклона, несущей способности и др. И в целом важным фактором считаем именно следовать комплексному подходу к решению узлов и подбору подходящих под технические решения и архитектуру материалов.
7. Инженерия — какой она должна быть?
Хорошо продуманный и реализованный дом производит впечатление простоты. В том числе это касается и инженерных систем, которые могут работать практически незаметно
Когда архитектура правильно организована, инженерия лишь поддерживает комфорт:
- вентиляция обеспечивает свежий воздух;
- тепловой насос компенсирует минимальные теплопотери;
- автоматика регулирует освещение и солнцезащиту.
И не стоит забывать — чем лучше архитектура, тем меньше мощности требуется инженерным системам.
8. Настоящая роскошь — это комфорт
Премиальная архитектура постепенно меняет свои критерии.
Если раньше роскошь определяли площадь дома и стоимость отделки, то сегодня все большую ценность приобретают качества, которые невозможно увидеть на фотографии:
- одинаковая температура во всех помещениях;
- отсутствие сквозняков;
- чистый фильтрованный воздух;
- естественное дневное освещение;
- тишина;
- приятные натуральные материалы;
- стабильный микроклимат в любое время года.
Именно эти характеристики становятся главным признаком качественной современной архитектуры.
Заключение
Архитектура энергоэффективного дома — это не набор отдельных технологий, а целостная система решений, принимаемых еще на стадии концепции.
Ориентация по солнцу, компактная форма, качественная оболочка, грамотная работа со светом, рациональное остекление, пассивные климатические приемы и продуманный выбор материалов позволяют создать дом, который потребляет значительно меньше энергии, остается комфортным в течение всего года и сохраняет свою архитектурную ценность десятилетиями.
Современная энергоэффективность — это уже не инженерная задача. Это показатель качества архитектуры.
FAQ
Чем энергоэффективный дом отличается от пассивного?
Пассивный дом — это один из видов энергоэффективного дома, но более требовательный к показателям.
Можно ли сделать энергоэффективный дом с панорамными окнами?
Да, но необходима правильная ориентация, расчёт теплопотерь, подбор подходящего стеклопакета, связка с другими архитектурными и инженерными решениями и тд.
Что важнее: утепление, форма дома или инженерия?
Только сумма всех факторов даст энергоэффективное решение.
Когда нужно думать об энергоэффективности?
На этапе формирования технического задания - определить задачи и желаемый класс энергоэффективности, соотнести их с реальными желаниями по архитектуре и удобству пространства, наметить бюджет.
Если вы планируете частный дом и хотите заранее понять, как участок, форма здания и инженерия повлияют на комфорт и эксплуатационные расходы, начните с архитектурной концепции. На этом этапе ещё можно принять решения, которые потом сложно и дорого исправлять
Если вы планируете частный дом и задумались об энергоэффективности, то начните с архитектурной концепции, — на этом этапе появится понимание по бюджету и оптимальным решениям.