В своем доме

Расчет необходимого утепления дома

То, что теплый дом дарит комфорт и экономит деньги вашего будущего, доказывать не буду. Я в этом неоднократно убедился и на своей практике, и на десятках примеров вокруг. И крайности в виде пассивного дома и наоборот, слабо утеплённого дома старой постройки, здесь рассматривать также не буду.

Сегодня опишу выбор «золотой середины» для необходимого утепления, которую каждый хозяин будущего дома может выбрать для себя сам. За ориентир возьму требования современных норм по теплосопротивлению дома.

На мой взгляд, обычному человеку, который впервые строит дом для себя, и по каким-то причинам не обращается к проектировщику для расчета тепловых характеристик дома, желательно хотя бы по диагонали ознакомиться со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», и СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Есть еще различные территориальные строительные нормы, и пр. документы, но изучить все нереально. Если конечно вы не хотите стать инженером-теплотехником и профессионально этим зарабатывать в дальнейшем.

Исходные условия

Ниже опишу упрощенный расчет теплосопротивления дома, которым я пользовался для себя. Для проверки можно использовать один из двух подходов:

  • Предписывающий
    Должны выполняться требования к отдельным элементам теплозащиты здания: наружным стенам, полам над не отапливаемым пространствами, чердачным перекрытиям, окнам, входным дверям и т.п.
  • Потребительский
    Требования к отдельным элементам теплозащиты здания могут быть снижены, при условии, что проектный расход тепловой энергии на отопление всего здания ниже нормативного.
    Например, если стены не дотягивают до предписывающих требований теплосопротивления, но чердачное перекрытие утеплено сверх нормы, и окна установлены теплосберегающие, то в целом дом вполне может удовлетворять требованиям СНиП.

Чтобы понимать различия, приведу пример требуемых сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций в доме для моего случая — Московской области.

Наружная стена Окно, балконная дверь Покрытие и перекрытия Перекрытие чердачное и перекрытия над неотапливаемыми подвалами Входной двери
   По предписывающему подходу
3,13 0,54 3,74 3,30 0,83
   По потребительскому подходу
1,97 0,51 4,67 4,12 0,79

Видно, что при улучшении утепления перекрытий, утепление других частей дома можно немного уменьшить.

Кроме этих требований нужно учесть, чтобы температура на внутренней поверхности стен была выше температуры точки росы, иначе стены могут «мокнуть», появляться сырость и плесень.

Таблица для расчета температуры точки росы в помещениях жилых зданий

Здания, помещения Температура воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % Температура, °С, воздуха на расстоянии 10 см от наружной стены Расчетная температура точки росы на внутренней поверхности наружной стены, °С
оптимальная допустимая предлагаемая расчетная допустимая предлагаемая расчетная для температуры точки росы
Жилые здания (жилые помещения) 20-22 18-24 20 35-60 55 18 8,8
То же, в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже 21-23 20-24 22 35-60 55 20 10,7

Для сравнения приведу данные по стенам из распространенных материалов для условий Москвы и ее области:

Наименование материала стены

Толщина стены и соответствующее ей термическое сопротивление

Необходимая толщина        по потребительскому
(R=1,97)
и по предписывающему подходу
(R=3,13)

Полнотелый сплошной глиняный кирпич (плотность 1600 кг/м. куб)

510 мм (кладка в два кирпича), R=0,73 °С·м. кв./Вт

1380 мм
2190 мм

Керамзитобетон (плотность 1200 кг/м. куб.)

300 мм, R=0,58 °С·м. кв./Вт

1025 мм
1630 мм

Деревянный брус

150 мм, R=0,83 °С·м. кв./Вт

355 мм
565 мм

Деревянный щит с заполнением минеральной ватой (толщины внутренней и наружной обшивки из досок по 25 мм)

150 мм, R=1,84 °С·м. кв./Вт

160 мм
235 мм

Через что уходит тепло

Дом теряет тепло через стены, крышу (верхнее перекрытие), окна, полы, существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию (если она без рекуперации). Чем больше разница температур на улице и в доме, тем больше потери тепла.

Сколько тепла уходит

В строительстве используется коэффициент R — сопротивление теплопередаче. Он показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. И наоборот, какой перепад температур возникнет при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений.

R = ΔT/q,

где q – это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности. Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м. кв.); ΔT – это разница между температурой на улице и в комнате (°С) и, R – это сопротивление теплопередачи (°С/ Вт/м. кв. или °С·м.кв./ Вт). Чем выше R, тем больше тепла сохраняется.

Если конструкция многослойная, то сопротивления всех слоев складываются. Например, сопротивление стены из дерева, обложенного кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:

R(сумм.)= R(дерев.) + R(воз.) + R(кирп.).

На странице теплорасчет.рф есть калькулятор для расчета характеристик различных ограждающих конструкций. Например, расчет для конструкции нашей стены – утепленного 5 см мин.ваты брусового дома с вентилируемым фасадом и отделкой имитацией бруса или сайдингом дает теплопотери: 0,39 Вт/кв.м./°С, это расчет для разницы 53 °С (на улице – 30, в доме +23).

Таким образом R=2,56 (1/0,39), что недостаточно для предписывающего подхода. Необходимо 10 см утеплителя, тогда R=3,85. Но если мы утеплим потолок 20 см мин.ваты, то по потребительскому подходу нашего варианта будет достаточно.

Для расчета разницы температур берется самый неблагоприятный период -  самая морозная и ветреная неделя в году.

Алгоритм расчета думаю понятен:)

Для удобства также можно воспользоваться калькулятором здесь: http://vladirom.narod.ru/stoves/heatcalc.html

Еще для наглядности приведу тепловые потери окон различной конструкции при ΔT = 50 °С (Тнар. = –30 °С, Твнутр. = 20 °С.):

Тип окна

RT

q, Вт/м2

Обычное окно с двойными рамами

0,37

135

Стеклопакет (толщина стекла 4 мм)4-16-4
4-Ar16-4
4-16-4К
4-Ar16-4К

0,32
0,34
0,53
0,59

156
147
94
85

Двухкамерный стеклопакет4-6-4-6-4
4-Ar6-4-Ar6-4
4-6-4-6-4К
4-Ar6-4-Ar6-4К
4-8-4-8-4
4-Ar8-4-Ar8-4
4-8-4-8-4К
4-Ar8-4-Ar8-4К
4-10-4-10-4
4-Ar10-4-Ar10-4
4-10-4-10-4К
4-Ar10-4-Ar10-4К
4-12-4-12-4
4-Ar12-4-Ar12-4
4-12-4-12-4К
4-Ar12-4-Ar12-4К
4-16-4-16-4
4-Ar16-4-Ar16-4
4-16-4-16-4К

0,42
0,44
0,53
0,60
0,45
0,47
0,55
0,67
0,47
0,49
0,58
0,65
0,49
0,52
0,61
0,68
0,52
0,55
0,65
0,72

119
114
94
83
111
106
91
81
106
102
86
77
102
96
82
73
96
91
77
69

Примечание

• Четные цифры в условном обозначении стеклопакета означают воздушный
зазор в мм;
• Символ Ar означает, что зазор заполнен не воздухом, а аргоном;
• Литера К означает, что наружное стекло имеет специальное прозрачное
теплозащитное покрытие.

Анализируя эту таблицу, видно, что современные стеклопакеты позволяют уменьшить теплопотери окон в два раза. Например, для десяти окон размером 1,0 м х 1,6 м (16 кв.м.) экономия достигнет киловатта в сутки (66 Вт/кв.м.*16 кв.м.), что в месяц уже 720 киловатт-часов.

Что еще нужно учитывать при учете теплопотерь? 

  • Конечно, вентиляцию

Если вы не предусматриваете подогрев входящего воздуха, то на вентиляцию может тратиться от 15 до 35% всех теплопотерь, которые желательно добавить к вашему предыдущему расчету. Хорошая новость в том, что вы сами можете ей управлять (если конечно нет явных щелей в доме).

Хотя если говорить о санитарных требованиях, то в СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные» в п. 8.4 указано: «Минимальная производительность системы вентиляции дома в режиме обслуживания должна определяться из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Из кухни в режиме обслуживания должно удаляться не менее 60 м3 воздуха в час, из ванны, уборной — 25 м3 воздуха в час. Кратность воздухообмена в других помещениях, а также во всех вентилируемых помещениях в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объема помещения в час.»

Это по нормам, а по ощущениям – чем больше в доме искусственных материалов, и стены паронепроницаемы, тем хуже в нем дышится и соответственно выше требования к вентиляции. И наоборот, среди живых натуральных материалов в такой скорости замены воздуха нет необходимости.

  • Расположение комнат, окон

Угловые комнаты теряют тепла больше, т.е. чем больше у вашего дома углов, выступов, эркеров, тем больше теплопотерь. Окна на юг кроме теплопотерь в солнечные дни благодаря лучам солнца подогревают комнату.

Поэтому мне нравятся дома, в которых на южной стороне устроены отдельные помещения, например зимние сады, с огромными панорамными окнами. Зимой достаточно закрыть в них дверь – они будут экономить теплопотери. Весной и осенью они способны выступать теплогенератором – нагревать воздух как в парнике и через открытую дверь он будет попадать в дом. А летом наоборот, в них необходимо будет держать открытыми настежь окна, либо закрывать их пленками/шторами/жалюзи.

Если за стеной находится наружное неотапливаемое помещение (тамбур, застекленная веранда и т.д.), то потери тепла через нее составляют 70% от расчетных, а если за этим неотапливаемым помещением не улица, а еще одно помещение наружу (например, сени, выходящие на веранду), то 40% от расчетного значения.

Что теперь делать с этими цифрами

В итоге если вы получите расчетные теплопотери вашего дома в сутки в кВт, и поделите на площадь дома в кв.м., вы как минимум сможете:

  • понять, удовлетворяет ли ваш дом современным требованиям. Знание не архиважное, но с ним спокойнее (а кому-то легче сдавать дом в эксплуатацию).
  • адекватно подготовиться к отоплению вашего дома:
    • выбрать систему отопления
    • оценить будущие примерные расходы на отопление
    • рассчитать необходимый котел для отопления

Иначе без этих расчётов может оказаться, например: что рассчитывали на отопление электричеством, а мощности не хватает; или на отопление дровами, а в итоге нужно где-то хранить 30-40 кубов дров и работать истопником; или поставили котел на 15 кВт, а он не тянет, хотя по отапливаемой площади должен… Разные сюрпризы могут быть.

  • если полученные результаты вам не понравились – вовремя все исправить при проектировании, а не озадачиваться после первой зимы – что же теперь делать, с какой стороны утеплять когда уже готовы и фасад и интерьер.

 

Поделиться

0

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Post Navigation

Яндекс.Метрика