Главная -> Полезная информация -> Способы экономии теплопотерь при неизменных внешних и внутренних условиях. Часть 1

Способы экономии теплопотерь при неизменных внешних и внутренних условиях. Часть 1

Найти: Способы экономии теплопотерь при неизменных внешних и внутренних условиях. Часть 1

Итак, в прошлой статье "Тепловые потери здания" был произведен расчёт теплопотерь через вентиляцию, канализацию и ограждающие конструкции. Мы оценили энергопотери дома при температуре снаружи -20?С и внутри +20?С. В результате дом вышел не плохо утеплённым – потери тепла с 1 м2 составили около 67 Вт. Рассмотренные теплопотери по различным направлениям показывают, что через ограждающие конструкции теряется примерно 2/3 энергии, а треть уходит с вентиляцией и канализацией. В этой и следующей статьях мы рассмотрим способы экономии теплопотерь.

Ограждающие конструкции Для начала поговорим о том, как уменьшить потери тепла через ограждающие конструкции? Предлагаем следующие варианты: 1) утепление ограждающих конструкций (увеличение их теплосопротивления); 2) уменьшение площади ограждающих конструкций (построение компактного дома); 3) уменьшение разницы между наружней и внутренней температурами.

1) Утепление Теплосопротивление ограждающих конструкций зависит от их толщины и материалов. Чем толще стены, пол и потолок и чем меньше теплопроводность материалов из которых они состоят – тем меньшими будут потери энергии. Теплопроводность материалов можно узнать из справочников. Но не перестарайтесь с утеплением. Так как если утеплить стены в 2 раза сильнее (и в таком случае в 2 раза дороже) то в результате сократите энергопотери через стены на 50%, но при этом общее уменьшение теплопотерь составит менее 5%. Например, если сделать в 2 раза лучше утепление стен рассматриваемого в предыдущей статье дома, теплопотери уменьшатся на 312 Вт, или в сутки на 7,5 КВт•ч. Если снова применим к московским тарифам на электричество – 21 руб в сутки или 630 руб/месяц. Далее высчитаем расходы на данное утепление. Потребуется 25 см минваты на 100 м2 => 26 м3 по ~6000 руб/м3, кроме того, клей, крепёж, работа и др. – выходит не менее 150 тыс. руб. Для среднестатистической семьи в России подобное улучшение утепления оправдается не ранее, чем через 60 лет. А если учесть, что срок службы минваты составляет 50 лет, то можете сделать самостоятельные выводы. Если рассматривать общий вклад в потери теплоэнергии, то окна вносят немалую лепту. При расчёте рассматривались качественные пластиковые окна с двойными стеклопакетами и широким профилем, и всё же получили, что через них уходит более трети всего тепла. Видимо поэтому в старые времена оконца в избах делали небольшими. Но современный человек в нашем климате желает как можно больше света, особенно зимой, и тогда приходится платить за расходуемое тепло. Правда, если окна расположены на южной стороне, то кроме потери тепла они могут обеспечивать и нагрев помещения который может быть весомым.

2) Компактность В зависимости от геометрической конструкции дома одна и та же полезная площадь имеет различную площадь ограждающих конструкций, и чем она меньше, тем меньше энергопотери. Геометрия дает нам подсказку, что оптимальная форма для дома – цилиндр. Но с домами такой формы имеются проблемы в культурном, технологическом и планировочном плане, поэтому остановимся на типовом проекте с прямыми перпендикулярными друг к другу стенами. В этом случае по оптимальности побеждает куб, что означает чем ближе форма дома к кубической, тем она экономичней. Рассмотрим эффект экономии на нашем примере (дом 10?10?3 м). Приблизим его к кубической форме сделав 2-х этажным. Вместо 1 этажа площадью 100 м2 сделаем 2 этажа по 50 м2 и получим дом размерами 7,4?7,4?6,3 м (с учётом потери площади под лестницу и толщину перекрытия). Посчитаем площадь ограждения нового дома – 7,4•4•6,3+7,4•7,4•2=296 м2, по сравнению с 320 м2 у 1-этажного. То есть потери энергии 1-этажного дома на 7,5% больше, чем у 2-х этажного. Для энергоэффективности, чтобы иметь квадратную форму, дом должен менять этажность, в зависимости от общей площади. То есть при общей площади дома 50 м2 у 1-этажного дома 7,1?7,1?3 м площадь ограждений будет 186 м2, а у 2-этажного размерами 5,5?5,5?6,3 м – 199 м2. Это означает, что строить 2-этажный дом не имеет смысла. Если же общая площадь дома 300 м2, то при сравнении площадей ограждений 808 м2 у 1-этажного с 627 м2 у 2-этажного (разница в 29%) выигрывает 2-этажный. Замечено, что геометрически неплохая экономия выходит при убавлении потолочной высоты. В рассматриваемом доме (100 м2) понизив высоту потолков с 3 м до 2,5 м – площадь ограждений снизится на 6% при 1-этажной планировке, и более чем на 10% в 2-этажной. И к тому же, при меньшей высоте потолков будет меньшей средняя температура воздуха в доме без потери комфорта.

3) Уменьшение температуры Третий вариант снижения теплопотерь кажется парадоксальным. Нам кажется что, понизить температурный разрыв между наружной установленной -20?С и комнатной можно только за счёт потери комфортности. Мы думаем, что комфортная температура для человека – это +25?С, и ее понижение снизит комфортность, при этом нам придется расплачиваться за экономию энергии замерзанием и простудой. На самом деле тепловой комфорт определяется не только температурой, но и балансом получаемой и отдаваемой человеком энергии. Кроме того, комфорт человека в закрытом помещении, в первую очередь определяется не температурой воздуха, а температурой стен! Так как температура воздуха вторична – она как раз и зависит от температуры стен. Если зимой в комнате открыть окно, но так, чтобы отсутствовал сквозняк и не забиралось конвекцией воздуха тепло от человеческого тела, то можно заметить, что несмотря на минусовую температуру за окном, телу может и прохладно, но оно не мёрзнет, а после закрытия окна нахождение в помещении станет абсолютно комфортным, да к тому же воздух будет свежее. Объясняется данный факт тем, что открыв окно человек не перестает получать энергию, которую излучают тёплые стены, а общий объём теплоёмкости воздуха настолько мал, что после закрытия окна холодный воздух так быстро нагревается, что практически не влияет на температуру стен. Мы меряем комфортность помещения по температуре воздуха из-за того, что она удобна в измерении – его малая теплоёмкость создает условия для малой инерционности температуры, а газообразное состояние и легкость создают постоянное движение и конвекцию. Таким образом, измеряя температуру воздуха помещения в одной точке, получим понимание о комфорте по всему объёму. Что касается измерения средней температуры ограждающих конструкций – это намного труднее так как у разных составляющих она различна, будь то окно, противоположный от окна угол потолка, пол, середина помещения, батарея. В общем, для человеческого комфорта значение имеет внутренняя температура стен, а температура воздуха – для теплопотерь.

Вконтакте Facebook Twitter Google+ Одноклассники Мой мир