Розрахунок тепловтрат вдома
Будинок втрачає тепло через огороджувальні конструкції (стіни, вікна, дах, фундамент), вентиляцію та каналізацію. Основні втрати тепла йдуть через огороджувальні конструкції - 60-90% від усіх тепловтрат.
Розрахунок тепловтрат будинку потрібен, як мінімум, щоб правильно підібрати котел. Також можна прикинути, скільки грошей йтиме на опалення в запланованому будинку. Ось приклад розрахунку для газового котла та електричного. Також можна за рахунок розрахунків провести аналіз фінансової ефективності утеплення, тобто. зрозуміти чи окупляться витрати на монтаж утеплення економією палива за термін служби утеплювача.
Тепловтрати через огороджувальні конструкції
Наведу приклад розрахунку для зовнішніх стін двоповерхового будинку.| 1) Обчислюємо опір теплопередачі стіни, ділячи товщину матеріалу з його коефіцієнт теплопровідності. Наприклад, якщо стіна побудована з теплої керамікитовщиною 0,5 м з коефіцієнтом теплопровідності 0,16 Вт/(м×°C), то ділимо 0,5 на 0,16: 0,5 м / 0,16 Вт/(м×°C) = 3,125 м 2 ×°C/Вт Коефіцієнти теплопровідності будівельних матеріалівможна взяти. |
| 2) Обчислюємо загальну площу зовнішніх стін. Наведу спрощений прикладквадратного будинку: (10 м ширина × 7 м висота × 4 сторони) - (16 вікон × 2,5 м 2) = 280 м 2 - 40 м 2 = 240 м 2 |
| 3) Ділимо одиницю на опір теплопередачі, тим самим одержуючи тепловтрати з одного квадратного метра стіни на один градус різниці температури. 1 / 3,125 м 2 ×°C/Вт = 0,32 Вт / м 2 ×°C |
| 4) Вважаємо тепловтрати стін. Помножуємо тепловтрати з одного квадратного метра стіни на площу стін та на різницю температур усередині будинку та зовні. Наприклад, якщо всередині +25°C, а зовні -15°C, різниця 40°C. 0,32 Вт / м 2 × ° C × 240 м 2 × 40 ° C = 3072 Вт Ось це число і є втратою стін. Вимірюється тепловтрата у ватах, тобто. це потужність тепловтрати. |
| 5) У кіловат-годинниках зручніше розуміти сенс тепловтрат. За 1 годину через наші стіни при різниці температур 40°C йде теплової енергії: 3072 Вт × 1 год = 3,072 кВт × год За 24 години йде енергії: 3072 Вт × 24 год = 73,728 кВт × год |
Наприклад, за 7 місяців опалювального періоду середня різниця температур у приміщенні та на вулиці була 28 градусів, отже тепловтрати через стіни за ці 7 місяців у кіловат-годинах:
0,32 Вт / м 2 × ° C × 240 м 2 × 28 ° C × 7 міс × 30 днів × 24 год = 10838016 Вт × год = 10838 кВт × год
Число цілком «відчутне». Наприклад, якби опалення було електричне, то можна порахувати скільки пішло грошей на опалення, помноживши отримане число на вартість кВт×год. Можна порахувати скільки пішло грошей на опалення газом, обчисливши вартість кВт×год енергії від газового котла. Для цього потрібно знати вартість газу, теплоту згоряння газу та ККД казана.
До речі, в останньому обчисленні замість середньої різниці температур, кількості місяців і днів (але не годин, години залишаємо) можна було використовувати градусодобу опалювального періоду — ДСОП, деяка інформація. Можна знайти вже пораховані ГСОП для різних міст Росії та перемножувати тепловтрати з одного квадратного метра на площу стін, на ці ГСОП і на 24 години, отримавши тепловтрати у кВт*год.
Аналогічно стінам потрібно порахувати значення тепловтрат для вікон, вхідних дверей, даху, фундаменту. Потім все підсумувати і вийде значення тепловтрат через усі огороджувальні конструкції. Для вікон, до речі, не потрібно буде пізнавати товщину і теплопровідність, зазвичай вже є готовий обрахований виробником опір теплопередачі склопакета. Для підлоги (у разі плитного фундаменту) Різниця температур не буде занадто великою, ґрунт під будинком не такий холодний, як зовнішнє повітря.
Тепловтрати через вентиляцію
Орієнтовний обсяг наявного повітря в будинку (обсяг внутрішніх стінта меблів не враховую):10 м х10 м х 7 м = 700 м 3
Щільність повітря за температури +20°C 1,2047 кг/м 3 . Питома теплоємність повітря 1005 кДж/(кг×°C). Маса повітря в будинку:
700 м 3 × 1,2047 кг/м 3 = 843,29 кг
Припустимо, все повітря в будинку змінюється 5 разів на день (це приблизно). При середній різниці внутрішньої та зовнішньої температур 28 °C за весь опалювальний період на підігрів холодного повітря, що надходить, в середньому в день витрачається теплова енергія:
5 × 28 °C × 843,29 кг × 1,005 кДж/(кг×°C) = 118650,903 кДж
118650,903 кДж = 32,96 кВт×год (1 кВт×год = 3600 кДж)
Тобто. під час опалювального періоду при п'ятикратному заміщенні повітря будинок через вентиляцію втрачатиме в середньому на день 32,96 кВт×год теплової енергії. За 7 місяців опалювального періоду втрати енергії будуть:
7×30×32,96 кВт×год = 6921,6 кВт×год
Тепловтрати через каналізацію
Під час опалювального періоду вода, що надходить до будинку, досить холодна, припустимо, вона має середню температуру+7°C. Нагрівання води потрібно, коли мешканці миють посуд, приймають ванни. Також частково нагрівається вода від навколишнього повітря у бачку унітазу. Все отримане водою тепло мешканці змивають у каналізацію.Припустимо, що сім'я у будинку споживає 15 м 3 води на місяць. Питома теплоємність води 4183 кДж/(кг×°C). Щільність води 1000 кг/м3. Припустимо, що в середньому вода, що надходить до будинку, нагрівається до +30°C, тобто. відмінність температур 23°C.
Відповідно, на місяць тепловтрати через каналізацію складуть:
1000 кг/м 3 × 15 м 3 × 23°C × 4,183 кДж/(кг×°C) = 1443135 кДж
1443135 кДж = 400,87 кВт×год
За 7 місяців опалювального періоду мешканці виливають у каналізацію:
7 × 400,87 кВт×год = 2806,09 кВт×год
Висновок
Наприкінці потрібно скласти отримані числа тепловтрат через огороджувальні конструкції, вентиляцію та каналізацію. Вийде приблизно загальна кількість тепловтрат будинку.Треба сказати, що втрати втрати через вентиляцію і каналізацію досить стабільні, їх важко зменшити. Не будете ж ви рідше митися під душем чи погано вентилювати будинок. Хоча частково втрати теплової втрати через вентиляцію можна знизити за допомогою рекуператора.
Якщо я десь припустився помилки, напишіть у коментарі, але начебто все перевірив ще раз кілька разів. Треба сказати, що є значно складніші методики розрахунку тепловтрат, там враховуються додаткові коефіцієнти, але їхній вплив незначний.
Доповнення.
Розрахунок тепловтрат будинку також можна зробити за допомогою СП 50.13330.2012 (актуалізована редакція СНіП 23-02-2003). Там є додаток Г «Розрахунок питомої характеристики витрати теплової енергії на опалення та вентиляцію житлових та громадських будівель», сам розрахунок буде значно складнішим, там використовується більше факторів та коефіцієнтів.
Показано 25 останніх коментарів. Показати всі коментарі (54).
|
Андрій Володимирович (11.01.2018 14:52)
Загалом все добре для простих смертних. Єдине я порадив би, для тих хто любить вказувати на неточності, на початку статті вказати більш повну формулу Q=S*(tвн-tнар)*(1+∑β)*n/Rо і пояснити,що (1+∑β)*n з урахуванням усіх коефіцієнтів буде незначно відрізнятися від 1 і не може грубо спотворити розрахунок тепловтрат усієї огороджувальної конструкції, тобто. беремо за основу формулу Q=S*(tвн-tнар)*1/Rо. З розрахунком тепловтрат вентиляції не згоден, вважаю інакше. Я б вирахував загальну теплоємність всього обсягу, а потім помножив на реальну кратність. Питому теплоємність повітря я б все-таки взяв морозного (гріти будемо вуличне повітря), а вона буде пристойно вище. Та й теплоємність повітряної суміші краще взяти відразу в Вт, що дорівнює 0.28 Вт/(кг °С). |
Комфорт - штука примхлива. Приходять мінусові температури, відразу стає мерзлякувато, і нестримно тягне до домашнього облаштування. Починається "глобальне утеплення". І тут є одне «але» — навіть прорахувавши тепловтрати будинку і змонтувавши обігрів «згідно з планом», можна залишитися віч-на-віч з теплом, що швидко йде. Процесом візуально не помітним, зате добре відчувається через вовняні шкарпетки і великі рахунки за опалення. Залишається питання – куди «дорогоцінне» тепло пішло?
Природні тепловтрати добре ховаються за несучі конструкції або «добротно» зроблене утеплення, де за замовчуванням проріх не повинно бути. Але чи це так? Давайте розглянемо питання теплових витоків для різних елементівконструкції.
До 30% від усіх тепловтрат будинку припадає на стіни. У сучасне будівництвовони є багатошарові конструкції з різних по теплопровідності матеріалів. Розрахунки для кожної стіни можна проводити індивідуально, але є загальні для всіх похибок, через які з приміщення йде тепло, а зовні до будинку надходить холод.
Місце, де ізоляційні властивості ослаблені, називається "місток холоду". Для стін це:
Оптимальний шов кладки – 3мм. Досягається він частіше клейовими складамидрібні текстури. Коли обсяг розчину між блоками збільшується – зростає теплопровідність усієї стіни. Причому температура шва кладки може бути на 2-4 градуси холоднішою від основного матеріалу (цегли, блоку тощо).
Кладочні шви як «термоміст»
Один із високих коефіцієнтів теплопровідності серед будівельних матеріалів (1,28 - 1,61 Вт/(м*К)) у залізобетону. Це робить його джерелом тепловтрат. Питання повністю не вирішують і комірчасті або пінобетонні перемички. Різниця температур залізобетонної балкиі основна стіна часто наближається до 10 градусів.
Ізолювати перемичку від холоду можна суцільним зовнішнім утепленням. А всередині будинку зібравши короб із ГК під карниз. Так створюється додаткова повітряний прошарокдля тепла
Підключення кондиціонера, ТВ-антени залишає дірки в загальному утепленні. Наскрізне металеве кріплення і прохідний отвір необхідно щільно закласти утеплювачем.
А по можливості не виводити металеві кріпленняназовні, зафіксувавши їх усередині стіни.
Монтаж пошкодженого матеріалу (зі сколами, стисканням тощо) залишає вразливі області для витоків тепла. Це добре видно під час обстеження будинку тепловізором. Яскраві плями показують проломи у зовнішньому утепленні.
Під час експлуатації важливо стежити за загальним станом утеплення. Помилка у виборі клею (не спеціального для теплоізоляції, а плиткового) може видати тріщини у конструкції вже через 2 роки. Та й основні утеплювальні матеріали також мають свої мінуси. Наприклад:
У роботі з обома матеріалами важливо дотриматися чіткого припасування замків утеплювальних плит і перехресне розташування листів.
Досвід! Втрати тепла можуть наростати під час експлуатації, адже всі матеріали мають свої нюанси. Краще періодично оцінювати стан утеплення та пошкодження усувати одразу. Тріщина на поверхні - це "швидкісна" дорога до руйнувань утеплювача всередині.
Бетон – переважний матеріал у будівництві фундаментів. Його висока теплопровідність і прямий контакт із ґрунтом дають до 20% тепловтрат по всьому периметру будівлі. Фундамент особливо сильно проводить тепло з підвального приміщення та неправильно змонтованої теплої підлоги на першому поверсі.
Втрати тепла збільшує зайва волога, не відведена від будинку. Вона руйнує фундамент, утворюючи лазівки для холоду. До вологості чутливі і багато теплоізоляційні матеріали. Наприклад, мінвата, яка часто переходить на фундамент з загального утеплення. Вона легко ушкоджується вологою, тому потребує щільного захисного каркаса. Керамзит також втрачає свої теплоізоляційні властивості на постійно. вологому ґрунті. Його структура створює повітряну подушку і добре компенсує тиск ґрунтів при замерзанні, але постійна присутність вологи зводить до мінімуму корисні властивостікерамзиту в утепленні. Саме тому створення робочого дренажу – обов'язкова умовадовгого життя фундаменту та збереження тепла.
Сюди ж по важливості можна віднести і гідроізоляційний захист основи, а так само багатошарове вимощення, шириною не менше метра. При стовпчастому фундаментіабо пучинистому ґрунтівимощення по периметру утеплюється, щоб захистити від промерзання грунт біля основи будинку. Утеплюється вимощення керамзитом, листами пінополістиролу або пінопласту.
Листові матеріали для утеплення фундаменту краще вибирати з пазовим з'єднанням, та його обробляти спеціальним силіконовим складом. Герметичність замків перекриває доступ холоду та гарантує суцільний захист фундаменту. У цьому питанні безшовне напилення пінополіуретану має безперечну перевагу. До того ж, матеріал еластичний і не тріщить при пученні грунту.
Для всіх видів фундаментів можна використати розроблені схеми утеплення. Винятком може бути фундамент на палях за рахунок своєї конструкції. Тут при обробці ростверку важливо враховувати пучинистість ґрунту та вибрати технологію, що не руйнує палі. Це складний розрахунок. Практика показує, що будинок на палях захищає від холоду грамотно утеплена підлога першого поверху.
Увага! Якщо в будинку є підвал і він часто затоплюється, то з утепленням фундаменту це необхідно врахувати. Оскільки утеплювач/ізолятор в даному випадкубуде закупорювати вологу в фундаменті, і його руйнуватиме. Відповідно – тепло губиться ще більше. Першим необхідно вирішити питання із затопленням.
Неізольоване перекриття віддає вагому частину тепла фундаменту та стінам. Це особливо помітно при неправильному монтажі теплої підлоги – нагрівальний елемент швидше остигає, збільшуючи витрати на обігрів приміщення.
Щоб тепло від підлоги йшло в кімнату, а не на вулицю, потрібно простежити, щоб монтаж йшов за всіма правилами. Основні з яких:
Серйозне утеплення є актуальним для будь-якої підлоги, і не обов'язково з підігрівом. Погана теплоізоляція перетворює підлогу на великий «радіатор» для ґрунту. Чи варто його опалювати взимку?
Важливо! Холодні підлоги та вогкість з'являються в будинку при не робочій чи не зробленій вентиляції підпільного простору (не організовані продухи). Жодна система опалення не компенсує такий недолік.
Сполуки порушують цілісні властивості матеріалів. Тому кути, стики та примикання настільки вразливі для холоду та вологи. Місця з'єднання бетонних панелей відволожуються першими, там же проявляються грибок і пліснява. Різниця температур кута кімнати (місце стикування конструкцій) та основної стіни може коливатися від 5-6 градусів до мінусових температур і конденсату всередині кута.
Підказка! На місцях таких з'єднань фахівці рекомендують робити зовні збільшений шар ізоляції.
Тепло часто йде через міжповерхове перекриттяКоли плита укладається на всю товщину стіни і її краї виходять на вулицю. Тут збільшуються втрати втрати як першого, так і другого поверху. Формуються протяги. Знову ж таки, якщо на другому поверсі є тепла підлога — зовнішнє утеплення має бути на це розраховане.
Тепло з приміщення виводиться по облаштованих вентиляційних каналах, які забезпечують здоровий повітрообмін. Вентиляція, яка працює «навпаки», затягує холод із вулиці. Відбувається це, коли у приміщенні створюється дефіцит повітря. Наприклад, коли увімкнений вентилятор у витяжці забирає занадто багато повітря з приміщення, за рахунок чого він починає затягуватися з вулиці через інші витяжні канали (без фільтрів та обігріву).
Запитання, як не виводити велика кількістьтепла назовні, і як не впускати холодне повітряу будинок, давно мають свої професійні рішення:
Комфорт вартий хорошої вентиляції. При нормальному повітрообміні не утворюється пліснява, і створюється здоровий мікроклімат для проживання. Саме тому добре утеплений будинок із комбінацією ізолюючих матеріалів обов'язково повинен мати робочу вентиляцію.
Підсумок! Для зменшення тепловтрат через вентиляційні каналинеобхідно усунути помилки перерозподілу повітря у приміщенні. У добротно працюючій вентиляції тільки тепле повітрязалишає будинок, частину тепла з якого можна повернути назад.
Через дверні та віконні отвори будинок втрачає до 25% тепла. Слабкі місця для дверей це - ущільнювач, що прохудився, який можна легко переклеїти на новий і теплоізоляція, що збилася всередині. Замінити її можна, знявши кожух.
Вразливі місця для дерев'яних та пластикових дверейсхожі на "містки холоду" в аналогічних конструкціях вікон. Тому загальний процес на їхньому прикладі і розглянемо.
Що видає «віконну» втрату тепла:
Стулки можуть прилягати нещільно, коли вікно не відрегульоване, і гумки по периметру зносилися. Положення стулок можна налаштувати самостійно, так само, як і змінити ущільнювач. Повну його заміну краще проводити раз на 2-3 роки, і бажано на ущільнювач «рідного» виробництва. Посезонне чищення та змащення гумок зберігає їхню еластичність при перепадах температур. Тоді ущільнювач довго не пропускає холоду.
Щілини в самій рамі (актуально для дерев'яних вікон) заповнюються силіконовим герметикомкраще прозорим. Коли він попадає на скло – не так помітно.
Стики укосів та профілю вікна так само закладаються герметиком або рідким пластиком. У складної ситуації, можна використовувати пінополіетилен, що самоклеїться – «утеплюючий» скотч для вікон.
Важливо! Варто простежити, щоб у обробці зовнішніх укосів утеплювач (пінопласт і т.п.) повністю закривав шов монтажної пінита відстань до середини рами вікна.
Сучасні способи зменшити тепловтрати через скло:
Корисно! Зменшують тепловтрати через скло - організовані повітряні завісинад вікнами (можна у вигляді теплих плінтусів) чи захисні ролети на ніч. Особливо актуально при панорамному склінніта сильних мінусових температурах.
Тепловтрати стосуються і опалення, де витікання тепла частіше відбувається з двох причин.
Дотримання нехитрих правил зменшує втрати тепла і не дає системі опалення працювати «в неодружену»:
Нотатка! При новому наповненні у воду краще додати антикорозійні інгібітори. Це підтримає металеві елементисистеми.
Тепло спочатку прагне до верхньої частини будинку, що робить дах одним із найуразливіших елементів. На неї припадає до 25% усіх тепловтрат.
Холодне горищне приміщенняабо житлова мансарда утеплюються однаково щільно. Основні тепловтрати йдуть на стиках матеріалів, не важливо, чи це утеплення або елементи конструкції. Так, містком холоду, що часто упускається, є межа стін з переходом в дах. Цю ділянку бажано обробляти разом із мауерлатом.
Основне утеплення теж має свої нюанси, пов'язані більше із використаними матеріалами. Наприклад:
Практика! У верхніх конструкціяхбудь-який пролом може відводити багато дорогого тепла. Тут важливо поставити акцент на щільному та безперервному утепленні.
Місця тепловтрат корисно знати не тільки для того, щоб облаштувати будинок і жити в комфортних умовах, але й що не переплачувати за опалення. Грамотне утепленняпрактично окупається за 5 років. Термін довгий. Але й будинок ми не на два роки будуємо.
Сьогодні багато родин вибирають для себе заміський будинокяк місце постійного проживаннячи цілорічного відпочинку. Однак його зміст, і особливо оплата комунальних послуг, - Досить затратні, при цьому більшість домовласників - зовсім не олігархи. Одна з найбільш значних статей витрати для будь-якого домовласника – це витрати на опалення. Щоб мінімізувати їх, необхідно ще на стадії будівництва котеджу подумати про енергозбереження. Розглянемо це питання докладніше.
« Про проблеми енергетичної ефективності житла зазвичай згадують у ракурсі міської ЖКГ, проте власникам індивідуальних будинківця тема часом набагато ближче,- вважає Сергій Якубов , заступник директора з продажу та маркетингу , провідного виробника покрівельних та фасадних систему Росії. - Витрати на опалення будинку можуть становити набагато більше половини вартості його утримання в холодну пору року і досягають часом десятків тисяч рублів. Однак за грамотного підходу до теплоізоляції житлового будинку цю суму можна істотно скоротити.».
Власне, опалювати будинок потрібно для того, щоби постійно підтримувати в ньому комфортну температурунезалежно від того, що відбувається на вулиці. У цьому треба враховувати тепловтрати як через огороджувальні конструкції, і через вентиляцію, т.к. тепло йде разом із нагрітим повітрям, натомість якого надходить охолоджений, а також той факт, що деяку кількість тепла виділяють люди, що знаходяться в будинку, побутова техніка, лампи розжарювання тощо.
Щоб зрозуміти, скільки тепла ми повинні отримати від своєї системи опалення і скільки грошей на це доведеться витратити, спробуємо оцінити внесок кожного з інших факторів у тепловий баланс на прикладі цегляного двоповерхового будинку, що розташований у Московській області. загальною площеюприміщень 150 м2 (для спрощення обчислень ми вважали, що розміри котеджу в плані приблизно 8,7 х8, 7 м і він має 2 поверхи висотою по 2,5 м).
Тепловтрати через огороджувальні конструкції (покрівлю, стіни, підлогу)
Інтенсивність тепловтрат визначається двома факторами: різницею температур усередині та зовні будинку та опором його огороджувальних конструкцій теплопередачі. Розділивши різницю температур Δt на коефіцієнт опору теплопередачі Ro стін, покрівлі, підлоги, вікон та дверей і помноживши на площу S їх поверхні, можна обчислити інтенсивність тепловтрат Q:
Q = (Δt/R o)*S
Різниця температур Δt - величина непостійна, вона змінюється від сезону до сезону протягом дня, залежно від погоди і т.д. Однак наше завдання спрощує та обставина, що нам необхідно оцінити потребу у теплі сумарно за рік. Тому для наближеного розрахунку ми можемо використовувати такий показник, як середньорічна температура повітря для обраної місцевості. Для Московської області це +5,8 °. Якщо прийняти за комфортну температуру в будинку +23°C, то наша середня різниця становитиме
Δt = 23°C - 5,8°C = 17,2°C
Стіни.Площа стін нашого будинку (2 квадратні поверхи 8,7х8,7 м заввишки 2,5 м) буде приблизно рівна
S = 8,7 * 8,7 * 2,5 * 2 = 175 м 2
Однак від цього потрібно відняти площу вікон та дверей, для яких ми розрахуємо втрати тепло окремо. Припустимо, що вхідні двері у нас одна, стандартного розміру 900х2000 мм, тобто. площею
S двері = 0,9 * 2 = 1,8 м 2
а вікон – 16 штук (по 2 на кожній стороні будинку на обох поверхах) розміром 1500х1500 мм, сумарна площа яких складе
S вікон = 1,5 * 1,5 * 16 = 36 м2.
Разом - 37,8 м 2 . Площа, що залишилася цегляних стін -
S стін = 175 - 37,8 = 137,2 м2.
Коефіцієнт опору теплопередачі стіни 2 цегли дорівнює 0,405 м2°C/Вт. Для простоти зневажимо опір теплопередачі шару штукатурки, що покриває стіни будинку зсередини. Таким чином, тепловиділення всіх стін будинку складе:
Q стін = (17,2 ° C / 0,405 м 2 ° C / Вт) * 137,2 м 2 = 5,83 кВт
Покрівля.Для простоти розрахунків вважатимемо, що опір теплопередачі покрівельного пирогаі опору теплопередачі шару утеплювача. Для легкої мінераловатної теплоізоляції товщиною 50-100 мм, найчастіше застосовуваної для утеплення покрівель, воно дорівнює 1,7 м 2 °C/Вт. Опір теплопередачі горищного перекриттязнехтуємо: припустимо, що в будинку є мансарда, яка повідомляється з іншими приміщеннями і між ними тепло розподіляється рівномірно.
Площа двосхилий покрівлі при ухилі в 30 ° складе
S покрівлі = 2 * 8,7 * 8,7 / Cos30 ° = 87 м 2 .
Таким чином, її тепловиділення складе:
Q покрівлі = (17,2 ° C / 1,7 м 2 ° C / Вт) * 87 м 2 = 0,88 кВт
Стать.Опір теплопередачі дерев'яної підлоги – приблизно 1,85 м2°C/Вт. Зробивши аналогічні розрахунки, отримаємо тепловиділення:
Q підлоги = (17,2 ° C / 1,85 м 2 ° C / Вт) * 75 2 = 0,7 кВт
Двері та вікна.Їхній опір теплопередачі приблизно дорівнює відповідно 0,21 м 2 °C/Вт (подвійна дерев'яні двері) та 0,5 м 2 °C/Вт (звичайний двокамерний склопакет, без додаткових енергоефективних "примочок"). У результаті отримаємо тепловиділення:
Q двері = (17,2 ° C / 0,21 Вт / м 2 ° C) * 1,8 м 2 = 0,15 кВт
Q вікна = (17,2 ° C / 0,5 м 2 ° C / Вт) * 36м 2 = 1,25 кВт
Вентиляціяза будівельним нормамкоефіцієнт повітрообміну для житлового приміщення має бути не менше 0,5, а краще – 1, тобто. за годину повітря у приміщенні має оновлюватися повністю. Таким чином, при висоті стель 2,5 м - це приблизно 2,5 м 3 повітря на годину квадратний метрплощі. Це повітря необхідно нагріти від вуличної температури(+5,8°C) до температури приміщення (+23°C).
Питома теплоємність повітря - це кількість теплоти, необхідне підвищення температури 1 кг речовини на 1°C - дорівнює приблизно 1,01 кДж/кг°C. При цьому щільність повітря в діапазоні температур, що цікавить нас, становить приблизно 1,25 кг/м 3 , тобто. маса 1 кубометра дорівнює 1,25 кг. Таким чином, для нагрівання повітря на 23-5,8 = 17,2 ° C на кожен квадратний метр площі потрібно:
1,01 кДж/кг°C * 1,25 кг/м 3 * 2,5 м 3 /годину * 17,2°C = 54,3 кДж/година
Для будинку площею 150 м2 це буде:
54,3 * 150 = 8145 кДж/год = 2,26 кВт
| Тепловтрати через | Різниця температур, °C | Площа, м2 |
Опір теплопередачі, м2 ° C / Вт |
Тепловтрати, кВт |
| Стіни |
17,2 |
175 |
0,41 |
5,83 |
| Покрівля |
17,2 |
87 |
1,7 |
0,88 |
| Підлога |
17,2 |
75 |
1,85 |
0,7 |
| Двері |
17,2 |
1,8 |
0,21 |
0,15 |
| Вікна |
17,2 |
36 |
0,5 |
0,24 |
| Вентиляція |
17,2 |
- |
- |
2,26 |
|
Разом: |
|
|
|
11,06 |
Зараз надихаємо!
Припустимо, що у будинку живе сім'я із двох дорослих із двома дітьми. Норма харчування дорослої людини – 2600-3000 калорій на добу, що еквівалентно потужності тепловиділення у 126 Вт. Тепловиділення дитини оцінюватимемо в половину тепловиділення дорослого. Якщо всі жили будинки знаходяться в ньому 2/3 всього часу, то отримаємо:
(2*126 + 2*126/2)*2/3 = 252 Вт
Припустимо, що в будинку 5 кімнат, освітлених звичайними лампами розжарювання потужністю 60 Вт (не енергозберігаючими), по 3 на кімнату, які включені в середньому по 6 годин на добу (тобто 1/4 всього часу). Приблизно 85% споживаної лампою потужності перетворюється на тепло. Разом отримаємо:
5 * 60 * 3 * 0,85 * 1/4 = 191 Вт
Холодильник – дуже ефективний нагрівальний прилад. Його тепловиділення - 30% максимальної споживаної потужності, тобто. 750 Вт.
Інша побутова техніка (хай це будуть пральна та посудомийна машина) виділяє у вигляді тепла близько 30% максимальної споживаної потужності. Середня потужністьзазначених приладів – 2,5 КВт, працюють вони приблизно по 2 години на добу. Разом отримаємо 125 Вт.
Стандартна електроплита з духовкою має потужність приблизно 11 кВт, проте вбудований обмежувач регулює роботу нагрівальних елементівтаким чином, щоб їхнє одночасне споживання не перевищувало 6 кВт. Втім, навряд чи ми колись використовуємо більше половини конфорок одночасно або відразу всі тіни духовки. Тому виходитимемо з того, що середня робоча потужність плити - приблизно 3 кВт. Якщо вона працює 3 години на день, то отримаємо тепла 375 Вт.
Кожен комп'ютер (а їх у будинку 2) виділяє приблизно 300 Вт тепла та працює 4 години на добу. Разом - 100 Вт.
ТБ - це 200 Вт і 6 годин на добу, тобто. на коло – 50 Вт.
У сумі отримуємо: 1,84 кВт.
Тепер обчислимо необхідну теплову потужністьсистеми опалення:
Q опалення = 11,06 – 1,84 = 9,22 кВт
Витрати на опалення
Власне, вище ми вирахували потужність, яка буде потрібна для нагрівання теплоносія. А гріти його будемо, природно, за допомогою котла. Таким чином, витрати на опалення – це витрати на паливо для цього казана. Оскільки ми розглядаємо загальний випадок, то зробимо розрахунок найбільш універсального рідкого (дизельного) палива, т.к. газові магістралі є далеко не скрізь (а вартість їхнього підведення – це цифра з 6 нулями), а тверде паливоПотрібно, по-перше, якось привозити, а по-друге - кожні 2-3 години підкидати в топку котла.
Щоб дізнатися, який обсяг V дизпалива в годину нам доведеться палити для обігріву будинку, потрібно питому теплоту його згоряння q (кількість тепла, що виділяється при спалюванні одиниці маси або об'єму палива, для дизпалива - приблизно 13,95 кВт * год / л) помножити на ККД котла η (приблизно 0,93 у дизельних) і потім необхідну потужність системи опалення Qопалення (9,22 кВт) поділити на отриману цифру:
V = Q опалення / (q * η) = 9,22 кВт / (13,95 кВт * год / л) * 0,93) = 0,71 л / год
За середньої для Московської області вартості дизпалива 30 руб./л на рік на опалення будинку у нас піде
0,71*30руб. * 24години * 365 днів = 187 тис. руб. (Округлено) .
Як заощадити?
Природне бажання будь-якого домовласника – знизити витрати на опалення ще на стадії будівництва. Куди ж має сенс вкладати гроші?
Насамперед слід подумати про утеплення фасаду, частку якого, як ми переконалися раніше, припадає основний обсяг всіх тепловтрат будинку. У випадку для цього може використовуватися зовнішнє чи внутрішнє додаткове утеплення. Однак внутрішнє утепленнянабагато менш ефективно: при монтажі теплоізоляції зсередини межа розділу теплої та холодної областей «переміщається» всередину будинку, тобто. в товщі стін конденсуватиметься волога.
Існує два способи утеплення фасадів: «мокрий» (штукатурка) та шляхом встановлення навісного вентильованого фасаду. Практика показує, що через необхідність постійного ремонту «мокре» утеплення з урахуванням експлуатаційних витрат виявляється у результаті майже вдвічі дорожчим за вентильований фасад. Основним недоліком штукатурного фасаду є висока вартістьйого обслуговування та змісту. « Початкові витрати на облаштування такого фасаду нижчі, ніж для навісного вентильованого, всього на 20-25%, максимум на 30%,– пояснює Сергій Якубов («Метал Профіль»). - Проте з урахуванням витрат на поточний ремонт, який потрібно робити не рідше ніж раз на 5 років, вже після першої п'ятирічки штукатурний фасад зрівняється за вартістю з вентильованим, а за 50 років (термін служби вентфасаду) - виявиться дорожчим за нього в 4-5 разів».
Що ж є навісний вентильований фасад? Це зовнішній «екран», закріплений на легені металевому каркасі, що кріпиться до стіни спеціальними кронштейнами. Між стіною будинку та екраном розміщується легкий утеплювач (наприклад, Isover «ВентФасад Ніз» завтовшки від 50 до 200 мм), а також вітрогідрозахисна мембрана (наприклад, Tyvek Housewrap). Як зовнішнього облицюванняможуть використовуватися різні матеріали, але в індивідуальне будівництвонайчастіше застосовується сталевий сайдинг. « Використання при виробництві сайдингу сучасних високотехнологічних матеріалів, таких як сталь з покриттям Colorcoat Prisma™ дозволяє підібрати практично будь-яке. дизайнерське рішення, – каже Сергій Якубов. - Цей матеріал має чудову стійкість як до корозії, так і до корозії. механічним впливам. Термін гарантії на нього становить 20 років при реальному терміні експлуатації 50 років і більше. Тобто. за умови використання сталевого сайдинга вся фасадна конструкціяпрослужить 50 років без ремонту».
Додатковий шар фасадного утеплювачаз мінвати має опір теплопередачі приблизно 1,7 м2°C/Вт (див. вище). У будівництві, щоб обчислити опір теплопередачі багатошарової стіни, складають відповідні значення для кожного з шарів. Як ми пам'ятаємо, наша головна несуча стінау 2 цеглини має опір теплопередачі 0,405 м2°C/Вт. Тому для стіни з вентфасадом отримаємо:
0,405 + 1,7 = 2,105 м 2 °C/Вт
Таким чином, після утеплення тепловиділення наших стін складе
Q фасад = (17,2 ° C / 2,105 м 2 ° C / Вт) * 137,2 м 2 = 1,12 кВт,
що в 5,2 рази менше за аналогічний показник для неутепленого фасаду. Вражає, чи не так?
Знову обчислимо потрібну теплову потужність системи опалення:
Q опалення-1 = 6,35 – 1,84 = 4,51 кВт
Витрата дизпалива:
V 1 = 4,51 кВт / (13,95 кВт * год / л) * 0,93) = 0,35 л / год
Сума на опалення:
0,35*30руб. * 24години * 365 днів = 92 тис. руб.
Залізобетон Бетон на гравії або щебені з природного каменюЩільний силікатний бетон Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=1800 Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=1600 Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=1400 Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=1200 Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=1000 Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=800 Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=600 Керамзитобетон на керамз. піску та керамзитопенобетон Р=500 Керамзитобетон на кварцовому піску з поризацією Р=1200 Керамзитобетон на кварцовому піску з поризацією Р=1000 Керамзитобетон на кварцовому піску з поризацією Р=800 Перлітобетон Р=1200 Перлітобетон Р=100 і бетони на паливних шлаках Р=1800 Аглопоритобетон та бетони на паливних шлаках Р=1600 Аглопоритобетон та бетони на паливних шлаках Р=1400 Аглопоритобетон та бетони на паливних шлаках Р=1200 Аглопоритобетон та бетони на паливних шлаках Р=1000 Бетон 1400 Бетон на зольному гравії Р=1200 Бетон на зольному гравії Р=1000 Полістиролбетон Р=600 Полістиролбетон Р=500 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=1000 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=900 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=800 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=700 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=600 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=500 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=400 Газо- та пінобетон. газо- та піносилікат Р=300 Газо- та пенозолобетон Р=1200 Газо- та пенозолобетон Р=100 Газо- та пінозолобетон Р=800 Цементно-піщаний розчин Складний (пісок. вапно. цемент) розчин Вапняно-піщаний розчин Цементно-шлаковий розчин P =1400 Цементно-шлаковий розчин P=1200 Цементно-перлітовий розчин P=1000 Цементно-перлітовий розчин P=800 Гіпсоперлітовий розчин Порізований гіпсоперлітовий розчин P=500 Порізований гіпсоперлітовий розчин P=400 Плити з гіпсу P=0 гіпсові обшивочні (суха штукатурка) Глиняна звичайна цегла Силікатна цегла P=2000 Силікатна цегла P=1900 Силікатна цегла P=1800 Силікатна цегла P=1700 Силікатна цегла P=1600 Керамічна цегла Р=1600 Керамічна цегла Р=1400 Камінь керамічна Р=1700 Цегла силікатна потовщена Р=1600 Цегла силікатна потовщена Р=1400 Камінь силікатна Р=1400 Камінь силікатна Р=1300 Граніт. гнейс і базальт Мармур Вапняк Р=2000 Вапняк Р=1800 Вапняк Р=1600 Вапняк Р=1400 Туф Р=2000 Туф Р=1800 Туф Р=1600 Туф Р=1400 Туф Р=1200 Туф Р=1000 і ялина вздовж волокон Дуб порірек волокон Дуб вздовж волокон Фанера клеєна Картон облицювальний Картон будівельний багатошаровий Плити деревоволокон. і деревноструж., скоподревесноволок. Р=1000 Плити деревноволокна. і деревноструж., скоподревесноволок. Р=800 Плити деревноволокна. і деревноструж., скоподревесноволок. Р=400 Плити деревноволокна. і деревноструж., скоподревесноволок. Р=200 Плити фібролітові та арболіт на портландцементі Р=800 Плити фібролітові та арболіт на портландцементі Р=600 Плити фібролітові та арболіт на портландцементі Р=400 175 Плити волокнисті теплоізоляційні з відходів штучного хутра Р=150 Плити волокнисті теплоізоляційні з відходів штучного хутра Р=125 Плити льонокостричні ізоляційні Плити торф'яні теплоізоляційні Р=300 Р=100 Мати мінераловатні прошивні Р=75 Мати мінераловатні прошивні Р=50 Плити мінераловатні на синтетичному сполучному Р=250 Плити мінераловатні на синтетичному зв'язуючому Р=175 Плити мінераловатні на синтетичному Р=75 Плити Пінополістирольні Р=50 Плити пінополістирольні Р=35 Плити пінополістирольні Р=25 Плити пінополістирольні Р=15 Пінополіуретан Р=80 Пінополіуретан Р=60 Пінополіуретан Р=40 Плити з резольнофенол0 дегідного пінопласту Р=75 Плити з резольнофенолформальдегідного пінопласту Р =50 Плити з резольнофенолформальдегідного пінопласту Р=40 Плити полістиролбетонні теплоізоляційні Р=300 Плити полістиролбетонні теплоізоляційні Р=260 Гравій керамзитовий Р=800 Гравій керамзитовий Р=300 Гравій керамзитовий Р =200 Щебінь та пісок з перліту спученого Р=600 Щебінь та пісок із перліту спученого Р=400 Щебінь та пісок із перліту спученого Р=200 Пісок для будівельних робітПіноскло та газоскло Р=200 Піноскло та газоскло Р=180 Піноскло та газоскло Р=160 Листи азбестоцементні плоскі Р=1800 Листи азбестоцементні плоскі Р=1600 Бітуми нафтові будівельні та покрівельні Р=1400 Бітуми нафто00 покрівельні Р=1000 Асфальтобетон Вироби із спученого перліту на бітумному сполучному Р=400 Вироби із спученого перліту на бітумному сполучному Р=300 Рубероїд. пергамін. толь Лінолеум полівінілхлоридний багатошаровий Р=1800 Лінолеум полівінілхлоридний багатошаровий Р=1600 Лінолеум полівінілхлоридний на тканинній підоснові Р=1800 Лінолеум полівінілхлоридний на тканинній підоснові Р=1600 Лінолеум полівініл0 чавун Алюміній Мідь Скло віконнеУмовно тепловтрати приватного будинку можна поділити на дві групи:
Далі пропонуємо до вашої уваги 15 прикладів таких «витіків». Це реальні проблеми, які найчастіше зустрічаються у приватних будинках. Ви побачите які проблеми можуть бути у вашому будинку і на що слід звернути увагу.
Ізоляція працює не так ефективно, як могла б. На термограмі видно, що температура поверхні стіни розподілена нерівномірно. Тобто, одні ділянки стіни нагріваються сильніше за інші (чим яскравіший колір, тим вища температура). А це означає, що й втрати тепла не сильніше, що неправильно для утепленої стіни.
У разі яскраві області це приклад неефективної роботи ізоляції. Пінопласт у цих місцях пошкоджений, неякісно змонтований або відсутній зовсім. Тому після утеплення будівлі важливо переконатись, що роботи виконані якісно та ізоляція працює ефективно.
Стик між дерев'яною балкоюі мінеральною ватоюнедостатньо ущільнений. Через це ізоляція працює недостатньо ефективно та забезпечує додаткові втрати тепла через дах, яких можна було б уникнути.
Одна з причин, чому в будинку холодно — деякі секції радіатора не нагріваються. Це може бути викликано кількома причинами: будівельне сміття, скупчення повітря або заводський шлюб. Але результат один - радіатор працює в половині своєї опалювальної потужностіі недостатньо гріє приміщення.
Ще один приклад неефективної роботи радіатора.
Усередині приміщення встановлено радіатор, який дуже сильно нагріває стіну. В результаті частина тепла, що виділяється їм, йде на вулицю. Фактично тепло використовується для обігріву вулиці.
Труба теплої підлоги укладена близько до зовнішній стіні. Теплоносій у системі охолоджується інтенсивніше і його доводиться підігрівати частіше. Результат – збільшення витрат на опалення.
Часто у вікнах є щілини, які з'являються через:
Через щілини до приміщення постійно потрапляє холодне повітря, через яке утворюються шкідливі для здоров'я протяги та збільшуються тепловтрати будівлі.
Також щілини виникають у балконних та вхідних дверях.
"Мостики холоду" - це ділянки будівлі з нижчим термічним опором по відношенню до інших ділянок. Тобто вони пропускають більше тепла. Наприклад, це кути, бетонні перемички над вікнами, місця сполучення будівельних конструкційі таке інше.
Чим шкідливі містки холоду:
Вентиляція працює «навпаки». Замість видалення повітря із приміщення назовні, з вулиці до приміщення затягується холодне вуличне повітря. Це також, як і в прикладі з вікнами, забезпечує протяги і охолоджує приміщення. На наведеному прикладі температура повітря, яке потрапляє до приміщення -2,5 градуса, при температурі приміщення ~20-22 градуси.
А в даному випадку холод потрапляє у приміщення через люк на горище.
Приплив холоду до приміщення через монтажний отвір кондиціонера.
На термограмі видно "містки тепла", пов'язані з використанням при будівництві стіни матеріалів з більш слабким опором теплопередачі.
Часто утеплюючи стіну будівлі забувають про ще важливу ділянку - фундамент. Через фундамент будівлі також здійснюються втрати тепла, особливо якщо у будівлі є підвальне приміщенняабо всередині покладено теплу підлогу.
Кладочні шви між цеглою є численними містками холоду та збільшують тепловтрати через стіни. На наведеному прикладі видно, що різниця між мінімальною температурою(кладковий шов) та максимальної (цегла) становить майже 2 градуси. Термічний опір стіни знижено.
Місток холоду та повітряна текти під стелею. Виникає через недостатню герметизацію та утеплення стиків між покрівлею, стіною та плитою перекриття. В результаті приміщення додатково охолоджується та з'являються протяги.
Все це типові помилки, які зустрічаються у більшості приватних будинків. Багато хто з них легко усувається і дозволяє помітно покращити енергетичний стан будівлі.
Перелічимо їх ще раз:
15 прихованих витоків тепла у приватному будинку, про які ви не здогадувалися
