Утепление и энергоэффективность дома. Вопросы целесообразности

Вот набросал статейку небольшую. Дневник никто не читает, поэтому создал тему.
Читаем, обсуждаем, если понравилось говорим спасибо.

Как утеплить дом - это один из главных вопросов в строительстве.
Думать о нем необходимо при проектировании будущего дома.

Прежде всего необходимы исходные данные:
1. Площадь планируемого дома
2. Площадь и тип окон
3. Площадь фасадов
4. Площадь фундамента и площадь поверхностей цокольного этажа.
5. Высота потолков или внутренний объем дома.
6. Тип вентиляции в доме (естественная, принудительная).

За основу возьмем дом площадью 170 м2. с высотой потолков 3 м., площадью остекления 30 м2 и площадью ограждающих конструкций 400 м2.

После получения исходных данных, можно приступать.

Основные тепловые потери в доме я разбил на 3 категории:
1. Потери через окна.
2. Потери через ограждающие конструкции (крышу, стены, фундамент).
3. Потери через вентиляцию.

При проектировании дома, необходимо стремится, чтобы эти три категории тепловых потерь были ориентировочно равны друг другу, т. е. количество потерь тепловой мощности было равно по каждой категории - 33,3%.
Почему так?
В этом случае мы достигнем баланса тепловых потерь и дальнейшее уменьшение тепловых потерь по любой из категорий будет связано с большими затратами, не приводящими к заметному эффекту.

1. Тепловые потери через окна.

За основу возьмем потери через окна, т. к. эта категория тепловых потерь самая сложная. Потери через окна очень сложно уменьшить. Разница между различными современными стеклопакетами довольно несущественна и колеблется от 70 до 100 Вт/м2 при дельте (разницы между внутренним и наружним воздухом) 50 гр.

Таким образом зная площадь окон мы сможем найти максимальные тепловые потери через них.
Допустим площадь окон равняется 30 м2, тогда при среднем стеклопакете (потери 100 Вт/м2) тепловые потери через окна составят 3000 Вт.

Теперь мы знаем к чему надо стремиться при проектировании теплоизоляции ограждающих конструкций дома и вентиляции. К потерям 3000 Вт. И если мы с этой задачей справимся, то получим максимальные теплопотери дома - 3000*3 = 9000 Вт и построим максимально сбалансированный дом.

2. Тепловые потери через ограждающие конструкции

Тепловые потери через ограждающие конструкции равняются сумме потерь через фундамент, стены, крышу.
Для простоты расчета и сравнения нам необходимо определить потери тепла через 1м2 каждой из ограждающих конструкций и умножить на соответствующую площадь конструкции.
В технической документации часто говорят о параметре - сопротивление теплопередаче. Измеряется в °С·м2/ Вт.
Обозначает количество квадратных метров конструкции через которую теряется 1 Вт мощности при разнице между внутренней и наружней температурой в 1 гр.
По современным стандартам сопротивление теплопередаче через стены не должно быть меньше 3,13 °С·м2/ Вт, что соответствует теплопотерям при дельте в 50 гр.
50/3.13=15,97 Вт/м2.
Обратите внимание насколько требуемые потери через стены, меньше чем потери через окна.
Определить максимальные теплопотери нужные нам мы можем разделив тепловые потери через окна на площадь конструкций. В нашем случае 3000 Вт/400 м2 = 7,5 Вт/м2.
Ну и определим требуемое сопротивление теплопередаче 50/7,5 = 6,67 °С·м2/ Вт.
Исходя из этого значения мы должны выбирать толщину утеплителя ограждающих конструкций.
Сейчас уже не удивительно, что в поисках баланса тепловых потерь, крупные застройщики многоэтажных зданий применяют утеплитель в 150 мм толщиной в сочетании со стеной из пеноблока толщиной 250 мм.
Возможно вам в вашем проекте не удастся сравнять тепловые потери через окна с тепловыми потерями через ограждающие конструкции, но к этому необходимо стремиться.

3. Потери через вентиляцию.

Свежий воздух необходим дому и его хозяевам не меньше чем чистая вода и тепло, поэтому потери через вентиляцию составляют существенную часть от всех тепловых потерь в доме.
По современным стандартам необходимо чтобы воздух в жилом помещении сменялся хотя бы 1 раз в час, т. е. кол-во сменяемого воздуха должно равняться внутреннему объему дома. Объем мы посчитаем умножив площадь помещений на высоту потолков.
В нашем случае дому необходимо 500 м3/час свежего уличного воздуха.
Тепловые потери с вытесняемым воздухом при дельте 50 гр. можем найти по формуле:
16,7*V, где V-кол-во воздуха в час.
Если мы обеспечим приток холодного воздуха по необходимым нормам и будем вытеснять таким образом теплый воздух из помещения, то мы получим тепловые потери равные 16,7*500=8350 Вт, что никак не укладывается в наш баланс.
У нас остается 2 выхода. Либо уменьшить воздухообмен, таким образом не вписываясь в современные нормативы и забыть о свежем и чистом воздухе, либо как-то уменьшить тепловые потери.
Современные системы принудительной приточно-вытяжной вентиляции оснащаются рекуператором (устройством, с помощью которого тепло уходящего на улицу воздуха передается входящему), таким образом повышается эффективность вентиляции.
КПД у рекуператоров составляет 70-80%.
Таким образом установив в наш дом систему принудительно приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором нам удастся сократить потери тепла до 2500 Вт.

Выводы.
Расчет баланса тепловых потерь очень важен для строительства энергоэффективного современного дома.
Тепловые потери в доме определяет в основном площадь остекления.
Без системы принудительной приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором невозможно достичь баланса тепловых потерь в доме.

 

Вы думаете, что предлагаемый математический подсчет баланса тепловых потерь это ключ к выработке решения о целесообразности и количестве утепления? Откуда это представление, что каждое из выделенных трех направлений утечки энергии должно быть примерно равным утечке через остекление?

 

Ну это просто логично.
И данный метод абсолютно верен, в случае отопления дома не централизованным газом.
О целесообразности и экономической составляющей утепления напишу позже.

 

А вот мне эта логика не очевидна.
Например, очень многое зависит от архитектурно-планировочного решения и конструкции отдельных частей дома, которые могут быть специально ориентированы на экономию энергетических ресурсов. По разному может быть построен режим отопления конкретных помещений в зависимости от их функций. И все это перечеркнет гипотетические исходные данные, на которых Вы пытаетесь построить расчет для выработки практических рекомендаций.
Для начала стоило бы пояснить, что Вы понимаете под термином энергоэффективность дома. Он далеко не однозначный. Эффективность вообще каверзное понятие, применительно к человеческому жилью тем более. Может Вы просто о экономии говорите, а не о эффективности?

 

Chicken-A, данную статью написал для среднего частного дома.
Я не рассматриваю многоэтажки и бункеры.
Там все по другому.
Статья адресована тем, кто думает как и чем утеплять дом.
Речь идет о том, что при проектировании нужно задумываться о тепловых потерях в комплексе.
Не имеет смысл ставить суперэкономичные окна с k и i стеклами, не решив две другие проблемы.
Не имеет смысл делать супердорогое утепление в доме, у которого 30% площади фасадов - это окна.
Собственно не имеют смысл вообще многие вопросы по утеплению, пока не будет решен вопрос по потерям в через вентиляцию.
И давайте не будем говорить о том, что я понимаю под энергоэффективностью дома.
Русский язык он сложный и многие читатели меня правильно поймут.

 

Интересный подход, жду продолжения.

 

Вы просто не в курсе того, как построен дом у уважаемого Chicken-A.
А он, если я помню правильно, ориентирован очень грамотно по солнцу, которое лучше любого типа отопления компенсирует теплопотери дома. Вы бы отдельно акцентировали бы на данном существенном факте внимание, как это делали старые мастера. Я помню своего родного деда, который не имел никакого образования, но строил отличные теплые дома из кирпича-сырца. И я, помня о том, как дед всегда дом "разворачивал" к солнцу, выбирал свою квартиру в Москве следующим образом: приезжал к своему будущему дому к восходу солнца к 5-6 часам утра летом и смотрел как входит солнце в квартиру, потом в полдень и уже вечером. Среди возможных вариантов выбрал наиболее солнечный, хотя сами москвичи в большинстве своем недоценивают фактор солнца в панельных домах.

 

Ну, тогда и я продублирую свой комментарий в Вашем дневнике.
Здравствуйте! С большим интересом прочитал Вашу статью, (спасибо!) потому что на своей даче, как раз, сейчас тоже занимаюсь этими проблемами (на любительском уровне).
Никак не могу согласиться с нормативом, при котором вентилировать помещения нужно даже при отсутствии людей, ибо это просто "нормативный абсурд".
Считаю, что для круглосуточно находящихся в доме трех человек (в семье из 4-х человек часть людей кто на работе, кто в школе, кто в больнице (шутка) вполне достаточно 60 кубов воздуха в час (см. Проветривание. Расчет потребности человека в свежем воздухе).
Если эти мои расчеты правильны, тогда теплопотери через вентиляцию по Вашему примеру будут уже не 8350Вт, а 1000Вт. И, следовательно, не нужен будет рекуператор, который уже (скорее всего) просто не будет окупаться (см. Цена проветривания). Да и портить воздух он тоже не будет, накапливая в своих фильтрах и воздуховодах бактерии, плесень, грибки...

 

И часть дискуссии:

Ну, вообще-то, кухня парит-жарит пару часов в сутки. Следует ли в остальное время прокачивать воздух?

А может быть для экономии здоровья и средств пользоваться нормальными отделками и мебелью?
У меня на даче отделка - ничем не покрытая хвойная вагонка. И покрывать, естественно, не буду... Часть мебели - самодельная, тоже из дерева. В будущем вся мебель будет из дерева, а не из отравы.
Не думаю, что кому-то реально нужен экономичный, но неэкологичный дом...

 

Да только запахи иногда от неё стоят сутками.

Может быть. Только где же их такие найти?

 

А вот и продолжение об экономике утепления https://www.forumhouse.ru/threads/191750/

 

Все так интересно начиналось, а закончилось скучно. Я к тому, что "игра" с цифрами бывает порой выдает очень интересные результаты (как с саженями например), а все свелось к тому, что утеплять надо. И с электрическим отопление утепление окупается быстрее.
Зачем ограждающие конструкции приводить к единой кратности? Может развить тему? Чую здесь что-то есть.
Надо подумать.

 

Дело не в игре цифр. Приведена реальная формула расчета окупаемости. Чтобы в неё "поиграть" достаточно подставить свои значения.
Самому было интересно. Получил глубокое удовлетворение от проделанной работы.

Вот это расшифруйте...

 

Что-то мне не все понятно в этой формуле.
Перемножаем градусы, сантиметры и рубли, - получаем года...
А продолжительность отопительного периода в разных регионах может существенно отличаться, но этот фактор в данной формуле никак не регулируется.

 

Формула верная.
Несколько часов выводил. Вспоминал математику.
Впрочем её можно проверить.
Продолжительность отопительного периода взял 210 дней.
Для других регионов можно поменять коэффициент в знаменателе.
Не стал перегружать формулу дополнительными переменными.