О комфорте и тепле в нашей квартире


Рубрика: Энергоэффективность -> мой дом
Метки:
Просмотров: 640
О комфорте и тепле в нашей квартире

о комфорте и тепле

Вселившись в новую квартиру, мы с супругой радостно предвкушали спокойную жизнь. Я понимал, что во вновь построенном доме в начале его эксплуатации будут возникать проблемы. Конечно, это не связано с ремонтными работами моих соседей, с шумом болгарки, скрежетом дрели и грохотом перфоратора. К этому нельзя привыкнуть, но этого не избежать. Речь пойдет о комфорте и тепле, которое мы получаем от индивидуального котла и смонтированной системы отопления.

Собственно с котлом (более подробно здесь) и системой отопления все в порядке. Теплоноситель 60-65 градусов. На ночь температуру снижаем и экономим газ из-за высокой его цены. Радиаторы отопления хорошо отдают тепло, да и дополнительно проложенные в полу трубы (частично выполняющие функцию теплого пола), казалось бы, должны нас обогреть. Но, увы, температура в помещении нашей однокомнатной квартиры выше 18 град не повышается, при наружной температуре от 0, до минус 10 и ниже.

Всему виной застекленный балкон (эркер), площадью 12 кв.м. Проем между эркером и остальными помещениями квартиры не закрывается, а значит прохлада (теплопотери) от всей поверхности стекла балкона, учитывая его площадь, передается в кухню студию, прихожую и даже через дверь в нашу маленькую спальню.

Зная теплоизоляционные характеристики стеклопакетов Rehau, установленные застройщиком, мне и без тепловизора понятно, что имея такую площадь и такие потери тепла, мне квартиру не нагреть. Судите сами, в цифрах это следующее: Q окон = S • dT • / R = 12 м² • 52 градуса / 0,42 м² • °С / Вт = 1485 Вт.ч (1,5 кВт•ч).

Естественно, чтобы комфортно жить в следующую зиму, мне нужно, что-то делать со стеклянным профилем моего эркера. И, честно говоря, когда пишу эти строки, я уже знаю, что мне делать, проконсультировавшись со специалистами указанного бренда. Но, недавно, я имел удовольствие познакомиться с опытом моих коллег из компании Технолуч», которые строили свой дом, преследуя главную цель – энергоэффективность, с минимальными затратами энергии на отопление.

Вкратце предлагаю ознакомиться с их оригинальной постройкой, и надеюсь, что многим читателям она понравится. В особенности, хочу обратить ваше внимание на цифровое подтверждение приведенных фактов.

Пассивный дом – зачем он нужен?

Пассивный дом, в котором энергия для поддержания здорового климата (чистый воздух и тепло) в помещении снижена до максимально низкого уровня, что делает его практически энергонезависимым.

Тепловые потери пассивного дома менее 15 кВт час/м2∙год. В обычных домах потери на обогрев помещения достигают 300 кВт. час/м2∙год.

В пассивном доме применяются современные строительные материалы и конструкции, новейшее инженерное оборудование. На сегодня – это самые совершенные дома с точки зрения комфорта внутреннего климата помещений. В этих домах автоматически поддерживаются: комфортная температура и влажность воздуха, чистота воздуха. Ощущение комфорта у человека, попавшего в пассивный дом, начинается уже с первых минут пребывания в нём. Чистый и тёплый свежий воздух, тёплые стены и полы вызывает ощущение пребывания на природе в летнее время.

Комфортная среда обитания внутри пассивного дома, благотворно влияет на здоровье человека, способствует существенному продлению дееспособного срока жизни человека. Особенно благотворно влияет атмосфера пассивного дома на аллергиков.

Именно фактор климатического комфорта внутри дома, а не экономия энергии является причиной растущей популярности пассивных домов, что способствует снижению стоимости их строительства до уровня стоимости домов традиционного типа. В тоже время, затраты на отопление пассивных домов в 7-12 раз меньше, чем в домах традиционной застройки.

Потери энергии в доме.

Потери тепла в доме - это потери через ограждающие конструкции здания и вентиляцию. Летом основные потери энергии связаны с кондиционированием помещения.

Чтобы построить пассивный дом, необходимо определить основные причины потерь энергии.

Вспомним, как мы пытаемся охладить горячий чай. Наливаем чай в блюдце и начинаем дуть на него. Чем больше блюдце и чем сильнее мы дуем, тем быстрее чай остывает.

Тоже происходит и с домом. Чем больше площадь стен, чем сильнее ветер и чем ниже температура наружного воздуха – тем быстрее дом остывает.

Еще одно наблюдение. Влияние цвета стен на поглощение тепла.

Об этом факторе хотел бы подчеркнуть особенно. Все об этом знают, но никто это не использует. Достаточно взглянуть на наши новые постройки, которые в большинстве имеют, светлую окраску снаружи (авт.)

Покрасим деревянные доски в разный цвет: от белого - до коричневого. Выставим их зимой на застекленном балконе с южной стороны дома и измерим температуру на поверхности каждой доски в середине солнечного дня. Оказывается, что на поверхности доски, покрашенной в белый цвет, температура поднялась до 9градС, а на поверхности доски, покрашенной в коричневый цвет, она достигла 42градС. Температура воздуха на улице - минус 15 градусов.

Это означает, что если покрасить стены дома в темный цвет, то зимой они будут нагреваться солнцем и помогать сохранять тепло в доме. Но что делать летом, когда горячие стены не помогут сохранить прохладу внутри дома?

Перекрасить на лето дом в белый цвет? Нет, это невозможно.

Вспомним, как строили дома древние греки и римляне? Они строили дома с галереями, и что по этому поводу говорил великий философ Сократ:

«Кто хочет иметь дом такой, каким ему следует быть, не должен ли употреблять все средства к тому, чтоб он был как можно более приятен для житья и целесообразен? Когда собеседник соглашался с этим, Сократ спрашивал: Не правда ли, приятно иметь дом летом прохладный, а зимой теплый? Когда и с этим собеседник соглашался, Сократ говорил: Не правда ли, в домах, обращенных на юг, зимой солнце светит в галереи, а летом оно ходит над нами самими и над крышами и дает тень? Значит если такое положение прекрасно, то необходимо строить выше южную сторону, чтобы не преграждать зимнему солнцу доступа, а ниже – северную сторону, чтобы холодные ветры не попадали в дом».

Физик объяснил бы это так. Летом солнце ходит высоко (около 70 градусов к линии горизонта на Украине), а зимой низко – 17 градусов к горизонту. Значит, летом тень, которую дают галереи, защищает стены дома от прямых лучей солнца и они не нагреваются. Прохлада остается в доме. Зимой солнце ходит низко над горизонтом и галереи не препятствуют нагреву стен прямыми лучами солнца. Стены нагреваются и защищают дом от холода.

А что, если «древние галереи» несколько усовершенствовать. Например, застеклить. Тогда ветер не сможет добраться до стен и не будет их охлаждать, а зимнее солнце беспрепятственно проникает через стекло и нагревает стены, тем самым создавая комфорт и тепло в доме.

Теперь остается выяснить какого же размера должны быть галереи, чтобы летом солнце не нагревало стены дома, а зимой галерея не мешала прямым лучам солнца согревать дом.

Простые геометрические расчеты показывают, что минимальный размер галереи ~ 1,5 метра. Другими словами, крыша должна выступать за стены дома на расстояние 1,5 метра. Если образовавшееся пространство до стены дома застеклить, то получим зимний сад. Инженеры называют это пространство тепловым буфером. Нам больше нравится слово – галерея.

дом со стеклянными галереями

Из чего построить стены дома?

Когда думаешь о том, из чего построить стены дома, то всегда вспоминается сказка о трех поросятах. Суть сказки: «Дом поросенка должен быть крепостью!» В сказке понятие прочности дома неразрывно связано с защитой не только от волка (или других врагов), но и от мороза.

Но соответствует ли это действительности?

Рассмотрим ситуацию с современных позиций.

Вывод строителя: «Чем легче материал, тем быстрее из него можно построить дом». В сказке иначе: «Чем быстрее мы построим дом, тем быстрее его разрушит волк». Вот с этой верой, заложенной нам в детстве, мы и живем.

Но вера не должна быть слепой.

Так ли уж был не прав поросенок, построивший дом из соломы? Ведь если вспомнить школьные уроки физики, то очевидно, что в материал с большим содержанием воздуха, такой как солома, лучше всего защищает от холода.

Почему? Потому, что сухой воздух – лучший теплоизолятор. Если воздух влажный, его теплопроводность увеличивается. Поэтому лучшим теплоизоляционными материалами являются пористые строительные материалы. Если в порах материала находится сухой воздух, то такие материалы великолепно защищают от мороза.

Может ли камень, бетон или кирпич защитить от мороза?

Нет, теплопроводность камня 3,5 Вт/м∙градС, сухого воздуха – 0,022 Вт/м∙градС. Металлы хоть и прочны, но их теплопроводность выше, чем у камня, например, алюминий – 237 Вт/м∙градС. Дерево, если сухое, в зависимости от его плотности, имеет теплопроводность на уровне 0,1÷0,2 Вт/м∙градС. Вспененные материалы, такие как пенопласт – 0,035 Вт/м∙градС.

Как строят быстровозводимые здания?

Возводят металлический каркас. Но металл хорошо проводит тепло - не проблема, утверждают строители и обшивают его снаружи утеплителем. На первый взгляд проблема решена. Если бы не одно «но». Оказывается, материалы характеризует не только теплопроводность, но и удельная теплоемкость – которая показывает, сколько нужно энергии, чтобы нагреть данный материал на один градус.

Представьте себе, что Вы дотронулись рукой до двух материалов, имеющих одинаковую температуру, но разную теплопроводность и теплоемкость, например, металл и дерево. Металл быстро отбирает тепло руки, дерево отбирает тепло медленно. По этой причине дерево воспринимается как «теплый» материал, а металл – как «холодный». Отбор тепла от тела происходит тогда, когда температура тела выше, чем температура металла или дерева.

Удельная теплоемкость определяет время нагрева материала.

Удельная теплоемкость определяет скорость нагрева материала, и все материалы в помещении нагреваются с разной скоростью. Например, чтобы нагреть на один градус литр воды необходимо потратить 4200 Дж, литр воздуха – 1,14 Дж, железа – 3485 Дж, дерево – 628 Дж, сухой песок – 1185 Дж, мокрый песок – 3314 Дж.

Поэтому в помещении с металлическим каркасом и утеплителем из пенопласта или минеральной ваты, в условиях постоянного теплообмена, металл будет иметь меньшую температуру, чем утеплитель или тело человека. Если разница температур будет достигать 6градС, то в ощущениях человека это будет восприниматься как «сквозняк». «Холодный» металл будет «отнимать» тепло человеческого тела.

Что если вместо металла в качестве каркаса использовать дерево?

Ситуация резко поменяется. Если 3485 Дж разделить на 628 Дж, то это означает, что дерево того же объема «теплее» металла в 5,55 раз.

Поэтому металл используют при строительстве производственных зданий, а дерево – при строительстве жилья. Может камень или бетон, армированный железом, заменить дерево? Конечно, нет. Эти материалы хорошо поглощают влагу и поэтому по своим теплофизическим свойствам больше напоминают металл, чем дерево. Именно по этой причине, для жизни строят из дерева (читай из веток), а для войны - из камня. Если нет дерева, то строят из соломы, упрочняя её глиной. Если нет и соломы, то строят из пустотелого кирпича.

Кстати о соломе, мои коллеги в Николаеве изготавливают соломенные панели и строят из них дома с высокими энергоэффективными характеристиками (авт). С первым из них, построенном в Очакове (Николаевская обл.) вы можете познакомиться зайдя на их сайт.

Сколько весит квадратный метр стены?

Квадратный метр стены в 1,5 кирпича весит 780 кг, в три кирпича – 1560 кг. Но даже стены в три кирпича не удовлетворяют современным строительным нормам по теплопередаче - они в 2,25 раза «холоднее» чем требуется. Другими словами, построить пассивный дом только из кирпича – невозможно.

Дома из дерева почти в четыре раза теплее, чем из камня или кирпича. Но для того, чтобы построить пассивный дом, теплозащитных свойств дерева будет явно недостаточно. Дерево нужно утеплить, добавив еще более «теплый» материал. Например, пенопласт или пеноизол. Тогда можно построить стены, у которых потери тепла через один квадратный метр стены упадут до 0,1 Вт/м2. Вес одного квадратного метра такой стены не превышает 56 кг, а вес всего дома не превысит 10-30 тонн. Дом, такой же площади из обычных стройматериалов весит более 300 тонн.

Собственно все приведенное, говорит о том, что если строить дом (не важно, индивидуальный или общественный многоквартирный), нужно выдерживать главные условия комфортности и тепла, с минимальными энергетическими затратами. Так, как это делали наши предки и так, как это предлагается прогрессивным направлением строительства энергоэффективного жилья.

Продолжение, в следующем выпуске.

Понравилась статья, поделись с друзьями. Ваши комментарии всегда приветствуются.

Комментариев: 2 RSS
Дмитрий1
2017-01-25 в 19:09:07

С первым из них, построенном в Очакове (Одесская обл.) вы можете познакомиться зайдя на их сайт.

- Очаков - это все-таки Николаевская область

Дмитрий, спасибо за внимательное чтение и за найденную ошибку. Я уже поправил.

Оставьте комментарий!

Используйте нормальные имена

Имя и сайт используются только при регистрации

Спасибо за ваш комментарий!

(обязательно)