1. Дорогие друзья! Если Ваш дом украшает и обогревает финская печь Туликиви, у вас есть отличная возможность пригласить съёмочную группу FORUMHOUSE для съёмок обзорного сюжета о вашем доме и об этой классной печи! Впереди зима, согреемся от теплой истории!) Пишите нам! expert@forumhouse.ru
    Скрыть объявление
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9.5/10 9,42оценок: 12

Оптимальная толщина утепления. Расчет

Тема в разделе "Инженерное энергосбережение", создана пользователем mfcn, 02.02.15.

  1. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    Оптимальная толщина утепления. Расчет
    Добрый день!
    Здесь, во флудилке - Эффекты энергоэффективности... в рамках диалога возникла мысль накидать калькулятор считающий оптимальную толщину утепления стен. Было сделано и продублировано в записи в дневнике:
    Оптимальная толщина утепления стен. Экономический расчет.

    При том @Yaroslaf задал вопрос о том, где же тема непосредственно о расчете, вот и создаю :hello:

    Расчет безусловно грубоват, так как не учитывает такого важного фактора как подорожание энергоресурсов и несколько за кадром рассматривает динамику подешевения денег. Но вот в таких предположениях сделан.

    Логика существования оптимума проста - капитальные затраты приводят к потерям связанным с кредитом/упущенной выгодой от использования средств, а также к текущим затратам связанным с амортизацией дома (утепления), но приводят при том к снижению энергозатрат. Энергия тоже стоит денег. Такая постановка всегда будет давать оптимум.

    Сам расчет сделан простейщим перебором с шагом в 1см до толщины утепления 2м. Считается "дополнительное утепление". Т. е. речь о том, что за кадром оставлены вопросы связанные с различными пленками, фасадами, отделками, стоимость которых не меняется вне зависимости от толщины утепления. Будет непонятно - поясню на примере.

    У @Андрей-АА был расчет в дневнике с учетом упомянутых факторов, но не в виде расчетного алгоритма (таблицы в excel) а в виде самих расчетов. К сожалению не смог с ходу найти ссылку на эту его запись.

    Давайте обсуждать, задавайте вопросы, приводите данные. Приведенный расчет можно развить и уточнить.

    Спасибо за интерес и участие!
    Текущая версия расчета приложена в xls-файле.
    Версия калькулятора обновляется по ходу развития темы. Пользуйтесь фильтром сообщений "с вложениями" для поиска актуальной версии.
     

    Вложения:

    Лучшие ответы
    Выкладываю обновленную версию калькулятора.
    Теперь все на аналитике, исправлено несколько ошибок в расчете. Но вот пока не придумал как более наглядно сделать сравнение с вложением под процент. Так что может быть будет новая версия.
    Экономическая часть расчета сделана исходя из тезиса что тратятся деньги по потребности, т. е. нет первичных вложений которые могли бы накопится со временем (процента на проценты) отсюда идет умножение срока службы здания на процент, а не формула типа (1+x)^n. Это весьма важный факт, так как сэкономленные деньги могли бы делать деньги и выгодность снижения общих затрат увеличивается.
    Это я к тому, что цифры по затратам на утепление, и СО в двух блоках (расчетные данные, оптимальное утепление) выглядят несколько неожиданными. На самом деле они просто посчитаны с учетом процентов за период службы дома. Посчитаны при том без капитализации.

    При этом результаты по оптимальной толщине соответствуют тем, что давал более ранний алгоритм с точностью до исправленной ошибки по учету фасада.

    Если все же вплотную заниматься учетом капитализации, то просто опять же для ввода исходных данных и улучшения понимания выложу следующий свой текст (таблица 3 относится к нему и поможет соотнести разные параметры с забиваемым в расчет "утерянная выгода или выплаты по процентам в год"):
    Капитальные затраты на утепление здания и на оснащение системой отопления у частных лиц связаны с тратами имеющихся накоплений или расходованием заемных средств. Чтобы разобраться чему же может быть положен данный параметр ограничимся случаем взаимодействия частного лица с банковской сферой. Предположим, что конкретное частное лицо пользуется услугами какого-то банка для сбережения средств и этого же или другого банка для пользования кредитами. Пусть, например, вложения банк у него принимает под 15% годовых, а кредиты выдает под 20% годовых. Тогда например, если у данного лица есть все имеющиеся средства на капитальные затраты то вместо того чтобы положить в банк под проценты он тратит их на дом. Ограничимся случаем, в котором ставка рефинансирования ЦБ равна инфляции (индексу потребительских цен) в этом случае в ценах текущего года данное лицо теряет (15-11,4)*0,87%=3,1% от суммы ежегодно за счет упущенной выгоды. Другими словами, данный человек, вместо того чтобы проводить утепление на некоторую сумму могут бы положить ее в банк под проценты, сохранить покупательную способность денег (увеличивая ежегодно на сумму инфляции) и тратить дополнительные средства с процентов по вкладу на отопление дома. При том, по окончанию срока службы дома или капитального ремонта утепления данная сумма у него бы сохранилась. Возможно, в ряде случаев для данного лица именно такой подход более экономически целесообразен, а не повышение теплозащитных свойств оболочки здания.

    Рассмотрим второй случай. Пусть данный человек взял кредит под 20% годовых и выплачивает кредит равными частями в течение 5 лет, при этом выплаты комиссии банку за пользование заемными средствами уменьшаются ежемесячно. К слову, 20% годовых, в соответствии с принятой практикой банков рассчитывать выплаты комиссии по кредиту из расчета 1/12 годовой ставки в месяц на самом деле означает фактический процент по кредиту 21,9 % годовых.

    Для того чтобы разобраться чему же равен параметр s% в данном случае потребуется также значение упущенной выгоды полученное ранее и срок службы здания/утепления (Lзд), например равное 50 лет. Расчет ведется следующим образом:

    - помесячно рассчитываются суммарные выплаты по кредиту в ценах начального года;

    - рассчитывается утерянная выгода по накопленным суммарным выплатах к данному месяцу;

    - по окончанию кредитного периода определяется суммарная выплата в ценах начального года и рассчитывается по годам утерянная выгода от этой суммы в течении всего периода Lзд.

    - суммарная упущенная выгода складывается с разницей между общими выплатами и занимаемой суммой и делится на Lзд.

    По рассмотренному примеру суммарная выплата по кредиту составила 1,195 от занимаемой суммы (суммы капитальных затрат), утерянная выгода 1,883 от суммы капитальных затрат. Итого s%=(1/50)*(1,883+0,195)*100%=4,2%.

    Примеры результатов расчетов s% при различных сроках кредита, сроках службы здания и процентных ставках приведены в таблице 3. Можно заметить, что в большинстве случаев значение s% значительно ниже ставки кредита за вычетом инфляции. Данный факт связан с тем, что Lзд часто превышает период кредитования в результате утепление может оказаться целесообразным даже при невыполнении критерия оценки окупаемости инвестиций, полученного в [3].

    При этом, если частное лицо не занимается вложением своих рублевых средств, а просто положил бы их в сейф на неограниченный срок, то рассматривая утепление здания в данном случае следует принимать значение s%= -Iинфл (отрицательная величина). Но, представляется, что такой вариант имеет мало общего с практикой, значительно более вероятно расходование средств на текущие нужды, покупки или на приобретение ценностей, валюты. В данном случае величина s%, если не учитывать вероятной прибыли/издержек от купли-продажи, будет близка к нулю.

    Таблица 3. Результаты расчетов значений
  2. spacewalker
    Регистрация:
    16.03.09
    Сообщения:
    14.698
    Благодарности:
    17.999

    spacewalker

    Архитектор

    spacewalker

    Архитектор

    Регистрация:
    16.03.09
    Сообщения:
    14.698
    Благодарности:
    17.999
    Адрес:
    Россия, Москва
    @Winder уже как-то делал такой калькулятор. Думаю, он до сих пор актуален.
     
  3. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    @spacewalker, спасибо.
    Только похоже калькулятор @Winder немного не о том. Он считает теплопотери (по вариантам), мой же ищет оптимальные теплопопотери (с учетом потерь на амортизацию и на процентах по деньгам) сразу (и толщину утепления соответственно). Мой оставляет за кадром вопросы связанные с потерями на вентиляцию, окна и т. п. Речь о том, а сколько же надо утеплителя положить в стену? Абсолютно аналогично будет и с кровлей и с полом первого этажа с вентилируемым подполом.
     
    Последнее редактирование: 02.02.15
  4. Андрей-АА
    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    20.513
    Благодарности:
    14.692

    Андрей-АА

    Умный дом, резервное питание. См. профиль

    Андрей-АА

    Умный дом, резервное питание. См. профиль

    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    20.513
    Благодарности:
    14.692
    Адрес:
    Новая Москва
  5. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    Расскажу все таки.
    В таблице задаются параметры только в блоке "задаваемые параметры", остальные не надо трогать.
    1. Для начала задаем (по желанию) геометрию дома (длина, ширина, высота). Эти параметры не влияют на оптимальную толщину утепления, просто для расчета (оценки) суммарных теплопотерь. Так что эти три параметра можно опустить.
    2. Задаем продолжительность отопительного периода и среднюю температуру на улице в течение данного периода. Для этого обращаемся к справочникам, интернету или нормам (например к СП 131.13330.201 "Строительная климатология") ну и разъяснениям, например тут
    Обычно берется период, при котором средняя температура на улице ниже +8град. Но никто вам не мешает посчитать собственный отопительный период :)
    В таблице задано 180сут и -3град. Вообще для Москвы (и ниже +8) по таблице СП 205сут и -2,2град.

    Но все это вопросы определения отопительного периода и используемых значений. Например тут - http://www.snip-info.ru/(k_snip_2_01_01-82)_stroitel'naja_klimatologija.htm имеем 213сут и -3,6град (при обеспеченности 0,5).
    3. Задаем температуру холодной пятидневки (она нужна для расчета системы отопления). Полагается брать температуру наиболее холодных суток для малоинерционных конструкций и температуру холодной пятидневки для остальных конструкций (AFAIK). Берут с обеспеченностью 0,92. Как сие расшифровывать дело интересное, но для Москвы по тому же СП будет -25 (ранее было вроде -28).
    4. Задаем среднюю внутреннюю температуру. Тут либо сами, либо можно воспольоваться ГОСТ "Параметры микроклимата в помещениях". Полагается вроде как брать нижнюю границу оптимальной зоны. Но для себя лучше не заморачиваться нормами на сей счет.
    5. Начинается самое интересное. Стоимость дополнительного утепления 1кв.м на 1см. Сразу поясню. Когда говорят об утеплении, имеют в виду различные пленки, фасады, предварительные подготовки поверхностей. Но стоимость этих мероприятий обычно слабо зависит от толщины утепления и сюда не включается. Т. е. если мы к примеру утепляем кирпичный дом пенопластом, то исключили все штукатурки, оставили только пенопласт и работу по доставке, установке пенопласта (ну и грибки еще, если их стоимость пропорциональна длине). Цена пенопласта ПСБ-25Ф как нагуглил порядка 2500 руб/м3. Добавим столько же за работу и крепеж. Итого 5000 руб/м3. Делим на 100 и получаем стоимость которую нужно ввести в таблицу. В данном примере получается 50 руб.
    6. Стоимость тепла. Тут все зависит от того чем топиться и где. Если разные твердотопливные/жидкотопливные/газовые котлы - надо брать стоимость топлива, умножать на теплотворную способность и на КПД. Электричество - так просто стоимость электричества.
    7. Стоимость 1кВт отопления. Опять же используется предположение, что стоимость системы отопления растет пропорционально мощности. Т. е. вопросы разводки оставляем за кадром - растим только батареи, м. б. котлы и насосы. Просто считать для электричества - это просто стоимость отопительных приборов на киловатт. Разумнее включать затраты н+а работу по установке мощностей. Введенные 4000 руб/кВт это примерно стоимость электроконвекторов+100%.
    8. Срок службы системы отопления. Очевидно система отопления требует переодического капитального ремонта/замены. Поэтому вложение не вечное. Параметры 7 и 8 влияют на капитальные и эксплуатационные затраты при расчете. Меньше утепление - надо больше топить, больше потратится на СО, и больше потратить при замене.
    9. Срок службы здания или срок замены утепления. Здание и утепление не вечно. Мало какие материалы применяемые на фасадах (в том числе утеплители) имеют паспортный срок службы более 50 лет. Поэтому столько и задаем. Хотите иную величину задать - пожалуйста.
    10. Утерянная выгода или выплаты по процентам. Речь идет о потерях при капитальных затратах (утепление+СО). Попробую пояснить на примере.
    Допустим вам на мероприятия нужно 100 000руб, но их у вас нет. Вы приходите в банк и берете кредит скажем под 25% годовых (на самом деле вас нажулят и процент будет не 25, а 28, так ка банки считая проценты по кредитам на самом деле задают месячную ставку в виде 25/12). Эти 25% превосходят реальную инфляцию (подешевение рубля) скажем на 10% (15% - инфляция). Так вот эти 10% и надо забить в таблицу. Это фактически дополнительные расходы возникшие с взятием кредита. Чем меньше возьмете кредит, тем меньше будет потеря.
    Второй вариант. Пусть у вас есть эти 100 тыс, и вы думаете какую часть вложить в дополнительные мероприятия. Вы бы вместо того могли пойти и положить в банк на валютный вклад под 8% к примеру. Инфляция валюты скажем 3%(год), отсюда имеем 5% утерянной выгоды. Вот эти 5% и забиваем в таблицу.
    Ведь вместо того чтобы гнаться за очередным метром утепления, может оказаться выгоднее просто заставить деньги делать деньги и оплачивать счета.
    Именно здесь сидит также и подорожание энергии в том виде, что полагается равным инфляции. В принципе можно добавить отдельно подорожание тепла (за вычетом инфляции), а какие значения брать? Я не рылся на эту тему...
    Т. е. весь расчет ведется в ценах текущего года.
    11.
    Базовая величина сопротивления теплопередаче. Это сопротивление теплопередаче стены включающее все слои кроме расчитываемого утепления. Посчитать можно в калькуляторе www.smartcalc.ru
    Введенное в таблице 0,2 это примерно теплозащита каркасника с нулевой толщиной утепления.
    Для кладки в два кирпича примерно 0,8, для бруса 150 - где-то 1,2 и т. д.
    Можно посчитать также вариант в котором базовая точка это уже утепленный дом, а смотрим утепление поверх.
    12. Эффективная теплопроводность утеплителя. Это Лямда утепленной зоны включая конструктивные элементы, если имеются. Например для стены каркасника со стойками толщиной 5см и шагом 60см и утеплением минватой имеем следующую картину:
    Лямда_эфф=5/60*Лямда_дерева+55/60*Лямда_минваты=5/60*0,16+55/60*0,043=0,053. Расчет такой неточный, а оценочный, для более точных расчетов пользуйтесь "продвинутыми" методиками расчета термического сопротивления теплопередаче слоя и уже через него надо считать Лямда_эфф.


    Вот и все параметры.
    Дальше смотрим что будет в остальных таблицах. Самый главный целевой параметр выделен жирным зеленым цветом - оптимальная толщина дополнительного утепления.
     
    Последнее редактирование: 02.02.15
  6. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    Спасибо. Оно :)

    @Андрей-АА,
    У вас помню были какие-то данные. Не могли бы привести в виде %/год?

    С газом для населения все запутано. С электроэнергией на основании этого
    graf[1].jpg
    можно было бы ввести процент.
     
    Последнее редактирование: 02.02.15
  7. Yaroslaf
    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247
    Адрес:
    Самара
    От заметки в дневнике уже очень сильно отличается. Ушел ковырять формулы экселя. :hello:
    Часть не заданных вопросов уже отпала. ;)
     
  8. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    Да отличается. Хотя по сути все едино. Там зато объяснено как сам оптимум находится, а здесь о чем речь и какие параметры в xls задаются.
     
  9. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    @Yaroslaf, Кстати сам только что нашел ошибку. Не считало дальше 50см.
    Наверное никто не будет возражать, если по мере развития калькулятора я просто буду обновлять его в первом посте, отписываясь об этом?
     
  10. Yaroslaf
    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247
    Адрес:
    Самара
    Вот именно эти грабли, о которых вы пишете, и делают программку абсолютно бесполезной.
    Получается что поиск точки оптимальной толщины утеплителя с позиций окупаемости идет исключительно по аспекту стен. Хотя, влияние перекрытий/утепленной кровли и потерь через окна составляют значительную величину. Это не доли процента, а десятки процентов.
     
  11. Yaroslaf
    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247
    Адрес:
    Самара
    Не совсем верно. В дневнике сделаны определенные выводы, которые вводят людей в заблуждения.
    Зы. считать дальше 50см бессмысленно.
    Ззы. Хотелось бы оговориться, что все свои мысли высказываю в первую очередь с позиций каркасостроителя, каркасожителя и каркасофила.
     
  12. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    Не согласен с постановкой.
    Задача разделяется:
    Теплопотери через стены скажем Q1
    Теплопотери через окна и двери скажем Q2
    Теплопотери через пол первого этажа скажем Q3
    Теплопотери через кровлю, скажем Q4
    Теплопотери на вентиляцию, скажем Q5
    Теплопотери на ГВС скажем Q6
    Каждая из этих Q приводит к сообразным (пропорциональным) затратам средств на отопление.
    Каждую из них можно оптимизировать, поотдельности, так как речь о простой сумме - энерго-/деньгозатраты по каждому из каналов не зависят друг от друга.
    Рассматриваем отдельно утепление стен - этот калькулятор. Толщина оптимального утепления в итоге не зависит от остальных мероприятий. Пусть речь об экономии малой части всех теплопотерь дома, но даже в этой малой части есть оптимум, который дает определенную толщину утепления. Это отнюдь не значит что остальные теплопотери (Q2, Q3,...) не надо снижать.

    В чем же?

    Их можно/нужно оптимизировать отдельно.
    Хотя перекрытия и кровлю в отдельных случаях и с дополнительными оговорками можно оптимизировать по тому же принципу (тем же калькулятором).

    :hello:
     
    Последнее редактирование: 02.02.15
  13. Yaroslaf
    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247
    Адрес:
    Самара
    @mfcn,
    На предыдущий пост отвечу без цитирования, простите. Не свыкся еще пальцами по экрану тыкать.
    Каким образом вы рассчитываете оптимум?
    Я ставлю стоимость утепления в 1коп. при базовом R=1,2 утепляться вообще не надо. как так?

    Т. е. я модулирую ситуацию, когда украл утеплителя и крепежа и раб мне его монтирует (сам, подарили монтаж на др) и при этом отапливая улицу мне нет смысла утепляться?
    Могу скрин прилепить. все настройки базовые, как скачалось. Формулы не переписывал...
     
  14. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919

    mfcn

    Живу здесь

    mfcn

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    12.765
    Благодарности:
    8.919
    Адрес:
    Москва
    Оптимальная толщина утепления больше полуметра - говорю дальше не считает из-за мелкой опечатки. По поводу выдачи ошибки за пределом расчета - можно предусмотреть. сделаю.
    7 руб. дадут ровно полметра.
    0,45руб. - 2 метра утепления
     
  15. Yaroslaf
    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Yaroslaf

    Довожу до абсурда.

    Регистрация:
    17.04.11
    Сообщения:
    9.462
    Благодарности:
    26.247
    Адрес:
    Самара
    Да, уже нашел поменял м53 на м203. Оно?