Известно, что дерево – наименее энергоемкий строительный материал. Именно поэтому для деревянных строений характерно очень низкое потребление энергии на отопление. Разработано несколько строительных стандартов домов с экономичным потреблением энергии: низкоэнергетический, пассивный и нулевой. Кроме того, в Германии есть «трехлитровый дом», а в Швейцарии Министерство энергетики разработало свой стандарт и т.п.
В настоящее время определены критерии для следующих категорий:
- низкоэнергетический дом – строение со среднегодовой потребностью тепла на отопление, не превышающей 50 кВт ч/(м2 год), с очень эффективной отопительной системой;
- «пассивный» дом – строение со среднегодовой потребностью тепла на отопление, не превышающей 15 кВт ч/(м2 год), которую можно покрыть без классической отопительной системы, лишь с использованием повторного получения тепла при воздухообмене и применении небольшого устройства для дополнительного обогрева воздуха при экстремальных наружных температурах;
- «нулевой» дом – дом с нулевым балансом потребления оплаченной энергии, в котором практически используются только возобновляемые источники энергии.
Эти упрощенные критерии дополняются еще требованием воздухонепроницаемости, максимального сохранения энергии при помощи наружной оболочки и наличия больших застекленных поверхностей, ориентированных на юг, и т.п.
Низкое потребление тепла может быть достигнуто применением комплексных мер, при этом самой важной является теплоизоляция наружных строительных элементов. Первостепенное значение также имеют тщательно продуманный проект и обеспечение теплозащиты здания в деталях: предотвращение появления тепловых мостов; компактность постройки; проветривание при действительной потребности; оптимальное использование солнечной энергии; рациональное распределение тепла и правильный выбор отопительной системы и топлива.
Потери тепла можно значительно уменьшить с помощью наружной обшивки здания с низкими показателями коэффициента теплопроводности, высокоэффективной теплоизоляции толщиной 14+10 см либо 6+12+10 см – при рамочной конструкции стены и 28-36 см – в конструкции крыши.
Хорошей теплозащиты легкой деревянной конструкции можно достичь, если существенную часть ее оболочки будет составлять высокоэффективная теплоизоляция.
Показатель коэффициента теплопроводности стены «пассивного» дома составляет примерно 0,15-0,12 Вт/м К. Одновременно прозрачные поверхности должны состоять из изоляционного тройного стекла с коэффициентом теплопроводности ниже 0,8 Вт. Тогда теплопотери возникали бы в основном в результате вентилирования.
Поскольку замена воздуха внутри помещения необходима, дальнейшего существенного снижения энергопотребления можно достичь обратным получением тепла, например, путем устройства рекуперативных теплообменников при установке приточно-вытяжной вентиляции.
Принцип ее работы в том, что доставка свежего воздуха в жилые помещения и удаление воздуха в жилые помещения, и удаление воздуха из помещений вместе с массой вредных веществ и запахов происходит по разным контурам. Оба контура связанны с рекуперативным теплообменником, где они, хотя и отделены воздухонепроницаемой оболочкой, отдают тепло. Таким образом, в здание возвращается до 70% тепла, которое в противном случае ушло бы наружу. Непременное условие успешной работы такой вентиляции заключается в воздухонепроницаемости оболочки здания.
Интенсивность вентиляции можно изменять в зависимости от потребности в чистом воздухе в конкретный момент и присутствия людей. Возможный психологический дискомфорт в условиях искусственной вентиляции компенсируется качественным свежим воздухом, к тому же подводящий контур можно дополнить фильтрами, задерживающими микрочастицы или аллергены.
Кроме того, в зданиях с пассивным энергопотреблением применяются современные строительные элементы, с помощью которых можно использовать энергию солнечного излучения.