SunHouse - ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Самый распространенный вопрос, который задают нам клиенты – «сколько мы будем платить за отопление?». Безусловно, вопрос энергосбережения, один из самых важных в выборе отопительной системы. Но не все, как показывает наша статистика по нашим заказчикам, отдают себе отчет в том, что энергосбережение начинается с правильного подбора строительных элементов, которые обеспечивают теплосбережение и теплоемкость помещения. Один из клиентов, который услышал от нас о важности утепления дома, предположил, «что если хорошо утеплить дом, греться можно и от лампочки». Эта шутка, но в ней есть доля правды.
В данной рубрике мы будет рассказывать о строительных нормах, теплоемкости, материалах и элементах, которые на наш взгляд, делаю дом теплый и по-настоящему энергосберегающим.

При постройке теплого дома необходимо учитывать следующие моменты:

Многие заказчики даже не знают, что толщина стены должна быть достаточной чтобы отвечать существующим строительным нормам, и чтобы можно было говорить об энергосберегающем дома как таковом. К-примеру, многие строят дома из пеноблока, который, стал очень популярным в нашей стране в силу дешевизны и доступности. Но необходимо учитывать, что пеноблок отечественного производства не всегда соответствует заявленным размерам и плотности – это, во-первых. Во-вторых, выстраивая дом в один блок (30 см) мы имеем, в лучшем случае, термическое сопротивление (R) – 2,14, в то время как ДБН требует - 2,8, а если претендовать на звание энергосберегающего дома, тогда необходимо не менее – 3,3 (для Киевской обл.). Поэтом настоятельно рекомендуем изучать подробно тему «Теплопроводность и термическое сопротивление стен, пола, кровли». Очень важно также, при постройке дома учитывать экологичность и долговечность материала, с которым предполагается выстраивать и утеплять дом.

«Теплопроводность и термическое сопротивление стен, пола, кровли»

В настоящее время теплосбережение энергоресурсов приобрело большое значение. Согласно ДБН «Державним будівельним нормам», сопротивление теплопередаче определяется исходя из:

Для Киева и области требуемое теплотехническое (термическое) сопротивление (ТР) стены по первому условию составляет 1,1 °С·м. кв./Вт, а по второму условию:

Но учитывая зиму 2010 года, где среднемесечная температура января в Киеве составила -9С, самая низкая температура -24С, в других областях -33С,
наши рекомендаци будут следующие:

Таблица толщин и термических сопротивление материалов

Таблица минимального приведенного сопротивления теплопередаче наружных конструкций

Из этих таблиц видно, что большинство домов в Украине не удовлетворяют требованиям по теплосбережению, при этом даже первое условие не всегда соблюдается. И надо отметить, что даже большинство новых домов построены совсем недавно не удовлетворяют требованиям по теплосбережению. Нам часто приходится попадать в казусные ситуации, когда заказчик затрачивает большие средства на постройку дома и теплоизоляцию, а в итоге оказывается, что он далек даже от строительных нормативов (ДБН), соответственно нам приходится слышать обвинения в наше адрес, что наша система не так экономна, как описано на сайте, не смотря на то, что мы стараемся акцентировать внимание на теплоизоляции и теплоемкости дома.

Ниже мы покажем несложную методику расчета теплопотерь Вашего дома.
Дом теряет тепло через стену, крышу, сильные выбросы тепла идут через окна, в землю тоже уходит тепло, существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию.
Тепловые потери в основном зависят от:

Ограждающие конструкции сопротивляются утечкам тепла, поэтому их теплозащитные свойства оценивают величиной, называемой сопротивлением теплопередачи.
Сопротивление теплопередачи показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. Можно сказать 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).
Когда речь идет о многослойной конструкции, то сопротивление слоев просто 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.).

Расчет на теплопотери проводят для самого неблагоприятного периода, которым является самая морозная и ветреная неделя в году. В строительных справочниках, как правило, указывают тепловое сопротивление материалов исходя из этого условия и климатического района (или наружной температуры), где находится Ваш дом.

Таблица – Сопротивление теплопередачи различных материалов при ΔT = 50 °С (Тнар. = –30 °С, Твнутр. = 20 °С.)

Таблица – Тепловые потери окон различной конструкции при ΔT = 50 °С (Тнар. = –30 °С, Твнутр. = 20 °С.)

Тип окна	RT	q, Вт/м2	Q, Вт
Обычное окно с двойными рамами	0,37	135	216
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	250 235 151 136
Двухкамерный стеклопакет 4-6-4-6-4 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 4-Ar16-4-Ar16-4К	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	190 182 151 133 178 170 146 131 170 163 138 123 163 154 131 117 154 146 123 111

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.

Как видно из предыдущей таблицы, современные стеклопакеты позволяют уменьшить теплопотери окна почти в два раза. Например, для десяти окон размером 1,0 м х 1,6 м экономия достигнет киловатта, что в месяц дает 720 киловатт-часов.
Для правильного выбора материалов и толщин ограждающих конструкций применим эти сведения к конкретному примеру.
В расчете тепловых потерь на один кв. метр участвуют две величины:

перепад температур ΔT,
сопротивления теплопередаче R.

Температуру в помещении определим в 20 °С, а наружную температуру примем равной –30 °С. Тогда перепад температур ΔT будет равным 50 °С. Стены выполнены из бруса толщиной 20 см, тогда R= 0,806 °С·м. кв./ Вт.
Тепловые потери составят 50 / 0,806 = 62 (Вт/м. кв.).
Для упрощения расчетов теплопотерь в строительных справочниках приводят теплопотери разного вида стен, перекрытий и т.д. для некоторых значений зимней температуры воздуха. В частности, даются разные цифры для угловых помещений (там влияет завихрение воздуха, отекающего дом) и не угловых, а также учитывается разная тепловая картина для помещений первого и верхнего этажа.

Таблица – Удельные теплопотери элементов ограждения здания (на 1 кв.м. по внутреннему контуру стен)
в зависимости от средней температуры самой холодной недели в году.

Характеристика ограждения	Наружная температура, °С	Теплопотери, Вт
		Первый этаж		Верхний этаж
		Угловая комната	Неугл. комната	Угловая комната	Неугл. комната
Стена в 2,5 кирпича (67 см) с внутр. штукатуркой	-24 -26 -28 -30	76 83 87 89	75 81 83 85	70 75 78 80	66 71 75 76
Стена в 2 кирпича (54 см) с внутр. штукатуркой	-24 -26 -28 -30	91 97 102 104	90 96 101 102	82 87 91 94	79 87 89 91
Рубленая стена (25 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	61 65 67 70	60 63 66 67	55 58 61 62	52 56 58 60
Рубленая стена (20 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	76 83 87 89	76 81 84 87	69 75 78 80	66 72 75 77
Стена из бруса (18 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	76 83 87 89	76 81 84 87	69 75 78 80	66 72 75 77
Стена из бруса (10 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	87 94 98 101	85 91 96 98	78 83 87 89	76 82 85 87
Каркасная стена (20 см) с керамзитовымзаполнением	-24 -26 -28 -30	62 65 68 71	60 63 66 69	55 58 61 63	54 56 59 62
Стена из пенобетона (20 см) с внутр. штукатуркой	-24 -26 -28 -30	92 97 101 105	89 94 98 102	87 87 90 94	80 84 88 91

Примечание
Если за стеной находится наружное неотапливаемое помещение (сени, 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.

Таблица – Удельные теплопотери элементов ограждения здания (на 1 кв.м. по внутреннему контуру)
в зависимости от средней температуры самой холодной недели в году.

Характеристика ограждения	Наружная температура, °С	Теплопотери, кВт
Окно с двойным остеклением	-24 -26 -28 -30	117 126 131 135
Сплошные деревянные двери (двойные)	-24 -26 -28 -30	204 219 228 234
Чердачное перекрытие	-24 -26 -28 -30	30 33 34 35
Деревянные полы над подвалом	-24 -26 -28 -30	22 25 26 26

Рассмотрим пример расчета тепловых потерь двух разных комнат одной площади с помощью таблиц.

Пример 1.

Угловая комната (первый этаж)

Характеристики комнаты:

этаж первый,
площадь комнаты – 16 кв.м. (5х3,2),
высота потолка – 2,75 м,
наружных стен – две,
материал и толщина наружных стен – брус толщиной 18 см, обшит гипсокартонном и оклеен обоями,
окна – два (высота 1,6 м, ширина 1,0 м) с двойным остеклением,
полы – деревянные утепленные, снизу подвал,
выше чердачное перекрытие,
расчетная наружная температура –30 °С,
требуемая температура в комнате +20 °С.

Рассчитаем площади теплоотдающих поверхностей.
Площадь наружных стен за вычетом окон:
Sстен(5+3,2)х2,7-2х1,0х1,6 = 18,94 кв. м.
Площадь окон:
Sокон = 2х1,0х1,6 = 3,2 кв. м.
Площадь пола:
Sпола = 5х3,2 = 16 кв. м.
Площадь потолка:
Sпотолка = 5х3,2 = 16 кв. м.
Площадь внутренних перегородок в расчете не участвует, так как через них тепло не уходит – если по обе стороны перегородки температура одинакова. Тоже относится и к внутренней двери.
Теперь вычислим теплопотери каждой из поверхностей:

Qстен = 18,94х89 = 1686 Вт,
Qокон = 3,2х135 = 432 Вт,
Qпола = 16х26 = 416 Вт,
Qпотолка = 16х35 = 560 Вт.

Суммарные теплопотери комнаты составят:
Qсуммарные = 3094 Вт.
Заметим, что через стены уходит тепла больше чем через окна, полы и потолок, но только в том случае, когда потолок и пол утеплены по всем правилам строительных нормативов (смотрите выше), в противном случае - если теплоемкость будет одинаковой, потери через пол и потолок будут выше..
Результат расчета показывает теплопотери комнаты в самые морозные (Т нар.= –30 °С) дни года. Естественно, чем теплее на улице, тем меньше уйдет из комнаты тепла.

Пример 2

Комната под крышей (мансарда)

Характеристики комнаты:

этаж верхний,
площадь 16 кв.м. (3,8х4,2),
высота потолка 2,4 м,
наружные стены; два ската крыши (шифер, сплошная обрешетка, 10 см минваты, вагонка), фронтоны (брус толщиной 10 см, обшитый вагонкой) и боковые перегородки (каркасная стена с керамзитовым заполнением 10 см),
окна – четыре (по два на каждом фронтоне), высотой 1,6 м и шириной 1,0 м с двойным остеклением,
расчетная наружная температура –30°С,
требуемая температура в комнате +20°С.

Рассчитаем площади теплоотдающих поверхностей.
Площадь торцевых наружных стен за вычетом окон:
Sторц.стен = 2х(2,4х3,8-0,9х0,6-2х1,6х0,8) = 12 кв. м.
Площадь скатов крыши, ограничивающих комнату:
Sскатов.стен = 2х1,0х4,2 = 8,4 кв. м.
Площадь боковых перегородок:
Sбок.перегор = 2х1,5х4,2 = 12,6 кв. м.
Площадь окон:
Sокон = 4х1,6х1,0 = 6,4 кв. м.
Площадь потолка:
Sпотолка = 2,6х4,2 = 10,92 кв. м.
Теперь рассчитаем тепловые потери этих поверхностей, при этом учтем, что через пол тепло не уходит (там теплое помещение). Теплопотери для стен и потолка мы считаем как для угловых помещений, а для потолка и боковых перегородок вводим 70-процентный коэффициент, так как за ними располагаются неотапливаемые помещения.

Qторц.стен = 12х89 = 1068 Вт,
Qскатов.стен = 8,4х142 = 1193 Вт,
Qбок.перегор = 12,6х126х0,7 = 1111 Вт,
Qокон = 6,4х135 = 864 Вт,
Qпотолка = 10,92х35х0,7 = 268 Вт.

Суммарные теплопотери комнаты составят:
Qсуммарные = 4504 Вт.
Как видим, теплая комната первого этажа теряет (или потребляет) значительно меньше тепла, чем мансардная комната с тонкими стенками и большой площадью остекления.
Чтобы такое помещение сделать пригодным для зимнего проживания, нужно в первую очередь утеплять стены, боковые перегородки и окна.
Любая ограждающая конструкция может быть представлена в виде многослойной стены, каждый слой которой имеет свое тепловое сопротивление и свое сопротивление прохождению воздуха. Сложив тепловое сопротивление всех слоев, получим тепловое сопротивление всей стены. Также суммируя сопротивление прохождению воздуха всех слоев, поймем, как дышит стена. Идеальная стена из бруса должна быть эквивалентна стене из бруса толщиной 15 – 20 см. Приведенная ниже таблица поможет в этом.

Таблица – Сопротивление теплопередаче и прохождению воздуха различных материалов ΔT=40 °С (Тнар.=–20 °С, Твнутр.=20 °С.)

Слой стены	Толщина слоя стены (см)	Сопротивление теплопередаче слоя стены		Сопротивл. воздухопро ницаемости эквивалентно брусовой стене толщиной (см)
Слой стены	Толщина слоя стены (см)	Ro,	Эквивалент кирпичной кладке толщиной (см)
Кирпичная кладка из обычного глиняного кирпича толщиной: 12 см 25 см 50 см 75 см	12 25 50 75	0,15 0,3 0,65 1,0	12 25 50 75	6 12 24 36
Кладка из керамзитобетонных блоков толщиной 39 см с плотностью: 1000 кг / куб м 1400 кг / куб м 1800 кг / куб м	39	1,0 0,65 0,45	75 50 34	17 23 26
Пено- газобетон толщиной 30 см плотностью: 300 кг / куб м 500 кг / куб м 800 кг / куб м	30	2,5 1,5 0,9	190 110 70	7 10 13
Брусовал стена толщиной (сосна) 10 см 15 см 20 см	10 15 20	0,6 0,9 1,2	45 68 90	10 15 20

Для объективной картины теплопотерь всего дома необходимо учесть

Потери тепла через контакт фундамента с мерзлым грунтом обычно принимают 15% от потерь тепла через стены первого этажа (с учетом сложности расчета).
Потери тепла, связанные с вентиляцией. Эти потери рассчитываются с учетом строительных норм. Для жилого дома требуется около одного воздухообмена в час, то есть за это время необходимо подать тот же обьем свежего воздуха. Таким образом, потери связанные с вентиляцией, составляют немногим меньше сумме теплопотерь приходящиеся на ограждающие конструкции. Получается, что потери тепла через стены и остекление составляет только 40%, а потери тепла на вентиляцию 50%. В европейских нормах вентиляции и утепления стен, соотношение тепловых потерь составляют 30% и 60%.
Если стена «дышит», как стена из бруса или бревна толщиной 15 – 20 см, то происходит возврат тепла. Это позволяет снизить тепловые потери на 30%, поэтому полученную при расчете величину теплового сопротивления стены следует умножить на 1,3 (или соответственно уменьшить теплопотери).

Суммировав все теплопотери дома, Вы определите, какой мощности отопительные приборы необходимы для комфортного обогрева дома в самые холодные и ветряные дни. Также, расчеты подобного рода покажут, где «слабое звено» и как его исключить с помощью дополнительной изоляции.
Рассчитать расход тепла можно и по укрупненным показателям. Так, в одно- и двухэтажных не сильно утепленных домах при наружной температуре –25 °С требуется 213 Вт на один квадратный метр общей площади, а при –30 °С – 230 Вт. Для хорошо утепленных домов – это: при –25 °С – 173 Вт на кв.м. общей площади, а при –30 °С – 177 Вт.

Выводы и рекомендации

Стоимость теплоизоляции относительно стоимости всего дома существенно мала (примерно 10%) , однако при эксплуатации здания основные затраты приходятся именно на отопление. На теплоизоляции ни в коем случае нельзя экономить, особенно при комфортном проживании на больших площадях. Цены на энергоносители во всем мире постоянно повышаются.
Современные строительные материалы обладают более высоким термическим сопротивлением, чем материалы традиционные. Это позволяет делать стены тоньше, а значит, дешевле и легче. Все это хорошо, но у тонких стен меньше теплоемкость, то есть они хуже запасают тепло. Топить приходиться постоянно – стены быстро нагреваются и быстро остывают. В старых домах с толстыми стенами жарким летним днем прохладно, остывшие за ночь стены «накопили холод».
Утепление необходимо рассматривать совместно с воздухопроницаемостью стен. Если увеличение теплового сопротивления стен связано со значительным уменьшением воздухопроницаемости, то не следует его применять. Идеальная стена по воздухопроницаемости эквивалентна стене из бруса толщиной 15…20 см.
Очень часто, неправильное применение пароизоляции приводит к ухудшению санитарно-гигиенических свойств жилья. При правильно организованной вентиляции и «дышащих» стенах она излишня, а при плохо воздухопроницаемых стенах это ненужно. Основное ее назначение это предотвращение инфильтрации стен и защита утепления от ветра.
Утепление стен снаружи существенно эффективнее внутреннего утепления - это очень важно. При разных подходах мы имеем смещение точки росы либо на внутреннею сторону стены, либо на внешнюю.
Не следует бесконечно утеплять стены. Эффективность такого подхода к энергосбережению – не высока.
Вентиляция – вот основные резервы энергосбережения.
Применив современные системы остекления (стеклопакеты, теплозащитное стекло и т.п.), низкотемпературные обогревающие системы, эффективную теплоизоляцию ограждающих конструкций, можно сократить затраты на отопление в 3 раза.

Древесно-цементные блоки (ДЦБ) являются стеновыми элементами большого формата и предназначены для сухой кладки, соответствующей всем требованиям современного строительства. Путем смешивания минерализированной еловой щепы, цемента и воды возникает древесный бетон, который в стальной форме вибрационного пресса формуется до вида полого блока. После фрезерования блок приобретает точную форму. Предназначен для использования как встроенная опалубка для заполняющего бетона и в качестве несущей конструкции для теплоизоляции и штукатурок. При своих размерах – 350х250х1000(мм) - блок легкий – 18,5 кг, устойчив к морозу, стены обладают отличным аккумулирующими свойствами (R-4,21) и огню, имеет высокий уровень звукопоглощения (Rw = 51 Дб), отличные диффузные свойства, следствием чего являются здоровые и комфортные условия жизни.
ДЦБ предназначены для строительства любого строительного объекта, начиная честными домами, жилыми домами и до строительства обхектов общественного пользования, промышленных строек, многоэтажек. Широко используются также при строительстве противошумных барьеров возле автомагистралей и железных дорог.
Значительная экономия времени и расходов была проверена на десятках строек в нашей стране и зарубежном. ДЦБ соответствует всем требованиям к современному и экологическому строительству, которое экономит природные ресурсы и не требует большого расхода энергии. Это правило действует как при изготовлении, так и при использовании на стройке. Окружающей среде не наносится вред различными упаковочными полиэтиленовыми пленками, для перевозки не нужны паллеты.