Питома теплоємність будівлі. Як розрахувати теплоємність приміщення

Логічно зрозуміти цей параметр нескладно: здатність стіни накопичувати у собі теплову енергію. Цілком зрозуміло, що чим більше стінаможе накопичити в собі тепла, тим більше вона зможе віддати.

У жодному рекламному проспекті фірмачів я не зустрічав вказівки на цей параметр, всюди він замовчується. Чому? Цілком очевидно, що всі проекти, як правило, розраховані на постійнеопалення. У цьому випадку теплоємність стіни мало впливає на мікроклімат житла.

Тепловтрати через стіни завжди є. При постійному опаленні, при постійному підтримці температури в приміщеннях ці втрати також постійно заповнюються системою опалення. Конструкція системи опалення в даному випадку неважлива, чи це централізоване опалення або газовий котел, що постійно пихкає.

Але Росія – це далеко не Москва та її область. 40% населення країни опалюють свої приватні будинки стародавнім, випробуваним способом: піччю. Про переваги та недоліки того чи іншого способу опалення буде інша моя книга, тут теж є про що сказати. А зараз можна справедливо констатувати, що клієнт, що звертається до будфірми і обираючи проект свого будинку з пропонованих, говорячи по-простому, часто наколюється саме на цьому.

Пічне опалення - це періодичнеопалення. Пекти протоплюється, накопичує у своїй товщі теплову енергію і згодом поступово віддає її до будинку. Навіть якщо в піч вмонтовано водяний котел і зроблено розведення батарей, суть не змінюється. Це опалення все одно залишається періодичним.

Ось тут загальна теплоємність всіх складових збудованого будинку має дуже важливе значення. Чим більша ця теплоємність, тим вищою є інерційність мікроклімату в житлових приміщеннях.

Якщо загальна теплоємність мала, температура в приміщеннях під час протоплювання печі піднімається швидко, часто значно перевищуючи комфортну. Намагаючись нагріти піч, господар топить її довше, в результаті в хаті стає спекотно. Так само швидко температура і падає після закінчення протопки залежно від тепловтрат стін, вікон, перекриттів, вентиляції. Пекти, хоча і має певну теплоємність, не здатна накопичити достатньо тепла для більш тривалої підтримки комфортної температури.

Інша річ, якщо до теплоємності печі додається значна теплоємність стінок. При протопці печі вона перешкоджає "зашкалювання" температури, відбираючи частину теплової енергії з повітря і накопичуючи її у своїй товщі. І після протопки накопичене тепло повертається в приміщення. довгий час. У цьому полягає інерційність.

Плануючи будинок з пічним опаленням, ніколи не можна забувати про теплоємність стін, взагалі про загальну теплоємність всіх складових. Залізо бетонні перекриттяНаприклад, теж дуже теплоємна частина. Це ж стосується і перегородок: якщо вони виконані з цегли, то звичайно вони мають набагато більшу теплоємність, ніж дерев'яні каркаси.

Втім, треба прагнути такого варіанту, який забезпечить максимальну загальну теплоємність всіх складових конструкції будинку. Повторюся: цей параметр надзвичайно важливий у будинку з періодичним опаленням, і не настільки важливий за постійного. Хоча, в нашому суспільстві з його катаклізмами нерідкі варіанти всіляких аварій із припиненням подачі тепла, і тут життєстійкішими знову ж таки виявляються саме теплоємні будинки.

Отже, як визначається теплоємність стін? Для цього також використовується СНіП II-3-79. Відповідно до цього нормативу кожен матеріал має свій коефіцієнт теплоємності. Кількість тепла, яке здатний накопичити матеріал розраховується із застосуванням двох параметрів: щільності матеріалу та його коефіцієнта теплоємності. Тобто необхідно щільність матеріалу помножити на коефіцієнт.

Ось вибірка за значеннями теплоємності для деяких матеріалів цього нормативу з уже розрахованим третім параметром, що визначає здатність матеріалу до накопичення теплової енергії. Таблиця відсортована за зростанням цього розрахункового параметра.

Цілком очевидно, що найменш теплоємний матеріал - пінополістирол, а найбільше, як виявляється - дерев'яно-стружкова плита. І в цьому нічого дивного, оскільки при своїй щільності вона має високий коефіцієнт теплоємності.

Керуючись цією таблицею, ми завжди можемо визначити теплоємність 1 квадратного метра стіни. Слід зазначити, що в даному випадку нас цікавить не загальна її теплоємність, а теплоємність внутрішньої її частини, оскільки тепло від тієї ж печі накопичує саме внутрішня поверхня стіни, але ніяк не зовнішня, що межує із зовнішнім повітрям.

І ще: значення теплоємності, що обчислюється нами, - всього лише орієнтовне значення, оскільки сама температура стіни в різних її точках по товщині, безумовно, різна. Однак, для порівняльного аналізутакого підходу цілком достатньо, щоб визначитися з конструкцією майбутньої стіни. Адже ми не ставимо собі завдання визначення точної теплоємності, нам важливо знати лише перевагу однієї конструкції перед іншою щодо теплоємності.

За прикладом тришарової стінки в попередньому розділі ми можемо оцінити її корисну теплоємність. 1 квадратний метрвнутрішньої стінки, що складається з бетону і товщиною 10 см буде мати значення:
T = 0,1 * 2100 = 210 кДж/м 2 * o C
де 0,1 - товщина стінки,
2100 – третій параметр по таблиці для бетону.

На малюнку ліворуч на стіну впливає тепле повітря приміщення, праворуч – холодне зовнішнє повітря. При розрахунку середній шар, пінополістирол, не беремо до уваги, оскільки він має дуже малий коефіцієнт теплоємності, а зовнішній шар бетону взагалі не бере участі в накопиченні тепла, оскільки відгороджений від джерела теплової енергії утеплювачем.

А ось інша схема стіни, де шар бетону розташований між двома шарами утеплювача. Про достатню корисну теплоємність тут судити не доводиться, оскільки найтепліший матеріал (бетон) відгороджений від внутрішніх приміщень утеплювачем. Якщо враховувати пінополістирол, то 1 кв метр стіни зможе накопичити тепла лише
T = 0,1 * 54 = 5,4 кДж/м 2 * o C,
тобто майже в 40 разів менше, ніж за першою схемою.

Ще раз повторюся, що показані розрахунки лише мають на меті порівняння різних схем щодо здатності накопичення теплової енергії і не є точними.

Постійне зростання витрат на опалення житла змушує задуматися про вибір технології будівництва з максимальними показниками енергоефективності. Будівництво енергозберігаючих будинків є сьогодні не забаганням, а гострою необхідністю, закріпленою законодавчо у федеральному законі РФ за № 261-ФЗ «Про енергозбереження».

Ефективність стінової конструкції житлового будинку безпосередньо залежить від показників по тепловтратах, які відбуваються через різні елементи конструкцій будинку, що захищають. Основне тепло губиться саме через зовнішні стіни. Ось чому їхня теплопровідність серйозно впливає на мікроклімат усередині приміщень. Немає сенсу говорити про ефективні стінові конструкції без урахування показників теплопровідності. Стіна може бути товста, міцна та дорога, але зовсім не енергоефективна.

Виникає закономірне питання, який будинок тепліший, а точніше, який із популярних у нашій країні матеріалів краще зберігає тепло? Просте порівняння коефіцієнтів теплопередачі у разі не зовсім коректним. Насамперед, слід оцінювати здатність зберігати тепло зовнішньою конструкцією, що захищає, як єдиної системи.

Розглянемо заміські будинки, побудовані за різними технологіями, різними типамистін, і подивимося, який будинок має найменші втрати тепла.

У малоповерховому житловому будівництві найбільшого поширення набули такі види будинків:

• кам'яні
• дерев'яні
• каркасні

Кожен із названих варіантів має кілька підвидів, параметри яких суттєво різняться. Для отримання об'єктивної відповіді на запитання, який будинок найтепліший, будемо порівнювати лише найкращі зразки по одному з числа представлених у списку.

Характеристики теплопровідності
популярних будівельних матеріалів

Будинки з цегли

Цегляний будинок є надійним, довговічним житлом і користується популярністю у наших співгромадян. Його міцність та стійкість до несприятливих факторів середовища обумовлюється великою щільністю матеріалу.

Цегляні стінинепогано зберігають тепло, але все ж таки вимагають постійного опалення приміщень. В іншому випадку, взимку цегла вбирає вологу і під вагою кладки починає руйнуватися. Якщо тривалий час тримати цегляний будинокбез опалення, його доведеться прогрівати до нормальної температуриблизько трьох днів.

Мінуси цегляних будівель:

• Висока теплопередача та потреба у додатковій теплоізоляції. Без теплоізоляційного шару товщина цегляної стіни, здатної утримувати тепло, має бути не менше ніж 1,5 м.
• Неможливість періодичного (сезонного) використання будівлі. Цегляні стіни добре вбирають тепло та вологу. У холодний сезон повне прогрівання будинку займе не менше трьох діб, а на повне усунення зайвої вологи піде не менше місяця.
• Товстий цементно-піщаний шов, що скріплює цегляну кладку, має втричі більший коефіцієнт теплопровідності порівняно з цеглою Відповідно тепловтрати через кладочні шви ще більш значні, ніж через саму цеглу.

Технологія теплого будинкуіз цегли потребує додаткового утеплення із зовнішнього боку стіни плитами утеплювача.

Будинки з дерева

Комфортна атмосфера швидше створюється в будинку з дерева. Цей матеріал практично не охолоджується та не нагрівається, тому температура всередині приміщення швидко стабілізується. За достатньої товщини стін такі будинки можна не утеплювати, оскільки дерево саме по собі може бути термоізоляцією.

Однак, для того, щоб дерев'яний будинок був теплим, товщина зовнішніх стін із суцільної деревини повинна становити понад 40 см, з клеєного бруса 35-40 см, а з оциліндрованої колоди понад 50 см. Вартість будівництва такого житла дуже висока. Залишається або ігнорувати сучасні вимогиі будувати будинок, наприклад, з бруса товщиною мінімум 20-22 см або з колод діаметром 24-28 см (при цьому розуміти, що витрати на опалення будуть досить високими, особливо якщо в будинку немає магістрального газу), або стіни дерев'яного будинку все ж таки доведеться додатково утеплювати.

Людям, які на перше місце ставлять комфорт та доцільність, краще подумати про утеплення дерев'яного будинку. Тоді дерево створить у будинку оптимальний мікроклімат, а утеплення забезпечить економію на опаленні. Порівняно з цеглою тепловтрати дерев'яного будинку значно менші. Але все ж таки, для того, щоб теплий будинокз дерева був ще й економічним, йому потрібна додаткова теплоізоляція.

Будинки з каркасу

За своїми характеристиками каркасна технологіяБудівництво виглядає набагато краще, ніж цегляний або дерев'яний будинок і не вимагає додаткового утеплення. Якщо у зоні клімату, де планується будівництво заміського будинку, Взимку бувають низькі температури, то каркасна технологія є ідеальним варіантом.

Технологія каркасного будинку передбачає шар термоізоляції всередині стін, який дозволяє захистити приміщення від зовнішнього холоду. Великим плюсом будівництва каркасного будинку, У порівнянні з дерев'яним або цегляним, є висока енергоефективність при дуже невеликій товщині стін.

Ця технологія дозволяє зводити абсолютно різні за своїм функціональним призначенням об'єкти:

Каркасні будинки для сезонного проживання.
Наприклад, каркасно-щитові, будинки з СІП-панелей та інші «економ» варіанти, які використовуються, в основному,
як літні дачі.

Теплі каркасні будинки для постійного проживання.
Наприклад, будівлі на монолітному фундаменті з утепленням стін не менше 200 мм, з внутрішніми інженерними комунікаціями.

Будинки за технологією 3D каркас є не лише найтеплішими каркасними будинками для постійного проживання, але також є лідерами енергоефективності. У цьому думки багатьох фахівців збігаються: 3D каркас має виняткову здатність до збереження тепла, має параметри «пасивного будинку» та рекомендований для використання на всій території нашої країни як енергоефективне житло.

У будівництві дуже важливою характеристикоює теплоємність будівельних матеріалів. Від неї залежать теплоізоляційні властивості стін будівлі, а відповідно, і можливість комфортного перебування всередині будівлі. Перш, ніж приступити до ознайомлення з теплоізоляційними характеристиками окремих будівельних матеріалів, необхідно зрозуміти, що є теплоємністю і як вона визначається.

Питома теплоємність матеріалів

Теплоємність – це фізична величина, що описує здатність того чи іншого матеріалу накопичувати в собі температуру від нагрітої довкілля. Кількісно питома теплоємність дорівнює кількості енергії, що вимірюється Дж, необхідної для того, щоб нагріти тіло масою 1 кг на 1 градус.
Нижче представлена ​​таблиця питомої теплоємностінайпоширеніших у будівництві матеріалів.

• вид і обсяг матеріалу, що нагрівається (V);
• показник питомої теплоємності цього матеріалу (Суд);
• питома вага (mуд);
• початкову та кінцеву температури матеріалу.

Теплоємність будівельних матеріалів

Теплоємність матеріалів, таблиця за якою наведена вище, залежить від щільності та коефіцієнта теплопровідності матеріалу.

А коефіцієнт теплопровідності, у свою чергу, залежить від крупності та замкнутості пір. Дрібнопористий матеріал, що має замкнуту систему пір, має більшу теплоізоляцію і, відповідно, меншу теплопровідність, ніж крупнопористий.

Це дуже легко простежити на прикладі найпоширеніших у будівництві матеріалів. На малюнку, наведеному нижче, показано яким чином впливає коефіцієнт теплопровідності та товщина матеріалу на теплозахисні якості зовнішніх огорож.

Тому не можна довіряти виключно показнику відносної густини матеріалу, а варто враховувати й інші його характеристики.

Порівняльна характеристика теплоємності основних будівельних матеріалів

Для того, щоб порівняти теплоємність найбільш популярних будівельних матеріалів, таких як дерево, цегла і бетон, необхідно розрахувати величину теплоємності для кожного з них.

Насамперед потрібно визначитися з питомою масою дерева, цегли та бетону. Відомо, що 1 м3 дерева важить 500 кг, цеглини – 1700 кг, а бетону – 2300 кг. Якщо ми беремо стінку, товщина якої становить 35 см, то шляхом нехитрих розрахунків отримаємо, що питома вага 1 кв.м дерева складе 175 кг, цегли – 595 кг, а бетону – 805 кг.
Далі виберемо значення температури, за якої відбуватиметься накопичення теплової енергії у стінах. Наприклад, це відбуватиметься у спекотний літній день із температурою повітря 270С. Для вибраних умов розраховуємо теплоємність вибраних матеріалів:

1. Стіна з дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер = 2,3 х175х27 = 10867,5 (кДж);
2. Стіна з бетону: С=СудхmудхΔТ; Сбет = 0,84 х805х27 = 18257,4 (кДж);
3. Стіна із цегли: С=СудхmудхΔТ; Скірп = 0,88 х595х27 = 14137,2 (кДж).

З розрахунків видно, що при однаковій товщині стіни найбільшим показником теплоємності має бетон, а найменшим - дерево. Про що це каже? Це говорить про те, що у спекотний літній день максимальна кількість тепла накопичуватиметься в будинку, виконаному з бетону, а найменше – з дерева.

Цим пояснює той факт, що в дерев'яний будиноку спеку прохолодно, а в холодну погоду тепло. Цегла і бетон легко накопичують у собі достатньо велика кількістьтепла з навколишнього середовища, але так само легко розлучаються з ним.

Для створення комфортних умов у приміщенні необхідно, щоб стіни мали високий показник теплоємності та низький коефіцієнт теплопровідності. У цьому випадку стіни будинку будуть здатні накопичувати теплову енергію навколишнього середовища, але при цьому перешкоджатиме проникненню теплового випромінювання всередину приміщення.

У будинку має бути теплоємним! Теплоємність – здатність матеріалів акумулювати тепло. Тепломісткі називають важкі матеріали, здатні зберігати багато тепла. Розігріваючись, вони діють як акумулятор енергії - довго остигають, зігріваючи все навколо. Наявність таких матеріалів усередині будинку згладжує стрибки температури та вологості, підвищує комфорт.

Якою має бути температура та вологість у будинку

Оптимальна вологість усередині будинку – 50 – 60%. Але взимку, при опалюванні, що працює, відбувається осушення повітря до 40 і навіть 30%. У міжсезоння на вулиці та всередині будинку часто підвищена вологість.

Рівень вологості всередині будинку на 90% регулюється вентиляцією та протягами. Небагато пари може просочуватися в обидві сторони через огороджувальні конструкції будинку (2 – 8%).

Скачі вологості усередині приміщення відбуваються різко. Наприклад, при розливі рідини або коли пара з кухні, ванною потрапляє в приміщення. Пом'якшення піків забезпечують вологоємні матеріали (важкі матеріали та дерево) усередині будинку. Тим самим створюється затишок.

Нормальною температурою всередині будинку при вологості 55% вважається 21 - 23 градуси. Більшість людей у ​​своїй виникає найкомфортніша обстановка.

Стрибки температури всередині будинку відбуваються з різних причин. Наприклад, при різкому похолоданні на вулиці, відкритті зовнішні дверіабо вікна, при включенні-вимкненні кондиціонера, зміні опалення.

Будинок зі стінами та перекриттями з важких матеріалів набуває значної теплової інерційності.

Які матеріали є теплоємними

Чим більша маса матеріалів, що нагріваються всередині будинку, тим стабільніші температурні (і вологісні) умови всередині будинку.

Теплоємні матеріали – це бетон, цегла, гіпс, глина, пісок.

Якщо стіни та внутрішні перегородкибудинки зроблені з цегли або бетону - комфортні умови в плані паростабільності і температурної стабільності забезпечені.

Якщо додаються бетонні перекриття - будинок можна назвати дуже теплостабільним. Тимчасове вимкнення опалення не буде серйозною причиною занепокоєння.

Швидкість зміни температури конструкцій під зовнішнім впливом залежатиме від якості утеплення важких матеріалів.

Будівельні матеріали з низькою тепловою інерцією дерево, торф, солома, саман. А сучасні – сип-панелі чи подібні сполуки дерева та пінопласту.

Будинки за старих часів і тепер

Раніше в основному будувалися дерев'яні будинки. Але серед них завжди розташовувалася піч - дуже потужний і теплоємний об'єкт. А дерево непогано згладжувало вологі піки. Тому дерев'яні хати були затишними.

У сучасному будинкудерево замінили ще більш неємним панельним матеріалом - фанерою з пінопластом. Але важких об'єктів великої теплоємності у будинку немає. І нема чого поглинати вологість, після миття підлог….

У будинках із СІП-панелей мікроклімат регулюють автоматичні системи. Без них людині (і всій живій) було б там дуже не затишно. Важку розігріту російську грубку замінили мікросхемою та моторчиком із крильчаткою.

Тобто. вентиляція та опалення в СІП-будинку повинні дуже чуйно реагувати на найменші зміни вологості та температури повітря. Вони повинні відстежувати за допомогою датчиків обстановку, і постійно, вдень і вночі, працювати над приведенням її в норму.

Відмінності між будинками з важких матеріалів та легкопанельними

Відомо, що будь-який розігрітий предмет випромінює тепло. І чим більша температура та маса предмета, тим більше тепла він випромінює.

У будинку з важких матеріалів насамперед зігріває ІЧ-випромінювання. Воно походить від нагрітих масивних стін та підлог. Тому будь-яке видування теплого повітряіз приміщення тут проходить непоміченим. Променеве тепло зігріває достатньо, навіть коли повітря холодить. Той, хто поступив у приміщення холодне повітряшвидко нагрівається масивними предметами.

У будинках, виготовлених з пінопластових панелей, відсутня достатня (звичайна) кількість теплового випромінювання – інфрачервоних променів. Тому там особливо гостро відчувається будь-який протяг і перепад температури.

Хоч автоматична системавентиляції та кондиціонування і бореться з перепадами мікролімату, але вона не може дати той особливий затишок, який надають важкі розігріті стіни.

А якщо «розумна» систем зламається, то й жити в такому будинку буде неможливо. Тому з метою підтримки прийнятного для людини мікроклімату там передбачається резервування електроживлення та систем мікроклімату.

Вважається, що «розумні» системи в легких будинках справляються із покладеним на них завданням. Інакше люди там не жили б.

Дешеві будинки – це вигідно?

Будинок з пінопластових панелей дешевший. Панелі самі по собі не дорогі, фундамент застосовується полегшений, збирання відбувається за лічені дні. Можна швидко та дешево отримати готовий будинок.

Якщо підсумовувати ці витрати за 25 років, то вийде значна сума. Тоді з'ясується, що економія від придбання дешевого будинку зникла – з'їли вентиляцію.

Також знайомство з вадами швидкопридбаного будинку тет-а-тет радості не приносить. І це на довгі роки. А самопочуття та настрій вимірюються набагато більшими сумами.

Тож чи варто поспішати? Може краще повільно, але правильно збудувати будинок з важких, теплоємних матеріалів. А потім утеплити його. Будинок буде комфортним, а провітрюватиметься будь-яким протягом. Адже для власного будинкузатишок та екологія це головне.

Якою є залежність температури в будинку від теплоємності стін, які беруть участь у підтримці мікроклімату в будинку. Справа в тому, що в більшості випадків ми стикаємося і теплоізоляційними матеріалами, які тільки перешкоджають тепло втрат в будинку, вони затримують теплопередачу з будинку на вулицю. Але характеристики більшості утеплювачів не можуть вирішити питання з теплоємністю стін, вони не можуть нагромадити. інфрачервоне теплощо прагне назовні, тут вирішити потрібно дві задачі і зберегти і накопичити тепло. Як вирішити питання - внутрішнім оздобленнямЦСП плита наш акумулятор теплової енергії. Ви скажіть, знайшов чим акумулювати, давайте порахуємо, складемо стіни і підлогу вирахуємо метри кубічні матеріалу ЦСП 10м*12м*2.8м= 2.64м/куб підлога, стеля+4м/куб стіни + посеред будинку стоїть серединна стіна вона якраз і може акумулювати тепло (утеплювач Ековата краще Вермікуліт) 12м * 2.8м * 0.20м = 6.7м / куб. Разом 13м/куб теплоємного матеріалу, розосередженого по вашому будинку. Через 1міс будинок набирає крейсерський запас тепла, який дозволяє уникати перепадів температури повітря при відключенні тепла, провітрюванні. Він чудово працює як звичайний будинок з класичним виконанням стін у плані теплоємності, але має ряд переваг, по-перше стіни не охолоджують повітря і різниця температур між повітрям і поверхнею не перевищує 2 градуси.

Давайте зайдемо з іншого боку, з практики у виробничій будівлі, яка утеплена 5-6см «Стирексу», світло відключали на 2 дні. Температура падає до 5-10 градусів стіни підлога стеля добре віддає накопичене тепло повітрю, вода не перемерзає ніяк. Величезний плюс після включення електрики тепло нагнітається за 3 години виходить на 18 за 6-8год на 23-25гр. Ось це досвід експлуатації каркасної будівлі, нічого не додати, не зменшити. Продовжимо громити міфи про мінуси каркасного будівництва. Поговоримо про теплоємність будівлі. Що хочу пояснити, ось приклад 10*12 будинок корисна площа 106кв\м для опалення будинку потрібно 10кв\год по стандартним схемамрозрахунку теплоспоживання. Це за умови утепленого периметру будівлі R-2-3. Ви випромінюєте будь-який вид тепла 12кв\год, у цегляних будинках утеплювачі, які утримують тепло, знаходяться з зовні будівлі або в середині стіни, тому щоб нагріти повітря нам потрібно спочатку нагріти всі будинки, що захищають конструкціями (стіни, підлога, стеля). Як тільки тепло повністю наситить (нагріє), всі предмети ми почнемо прогрівати повітря. Щоб підтримувати температуру 25гр. нам необхідно збільшити потужність, або періоди роботи випромінювача тепла. Робимо висновок, теплоємні конструкції (стіни з цегли, бетону) вимагають більшої кількості кВ/год. енергії на підтримку постійного рівня тепла у будинку. Каркасні будинки як ми порахували мають «13м\куб тепловий акумулятор» це в 10 разів приблизно менше від цегляних, пінобетонних стін по теплоємності, але цієї кількості достатньо щоб плавно і як можна довго остигати будинку на випадок форс мажору (аварія, обрив проводів і т.д. .д.).

Я не вважаю за потрібне перевитратити теплову енергію вдвічі на підтримку температурного контуру стін і коштувати будинки з теплоємних матеріалів. Покладаючись на випадок, «що може бути коли не будь» зійде «форс мажор» і буде потрібно нам теплоємні стіни які не дадуть охолонути будинку за 1 день, це безглуздо покладається на це «факт теплоємності», чи не так, може простіше подбати заздалегідь і за 25-30т.руб придбати дизельний генератор на 5кв\год, який нікому ще не завадив у приватному будинку. І при виникненні «ця біда» піти та включити ящик «Пандори» і побіжить цілюща сила тепла по ваших кімнатах і врятує будинок від всесвітнього похолодання. Як практика показала і описані вище висновки довели, що каркасний будинокспоживає в 1.5-2 рази менше тепла, це не диво просто дотримання СНІПу R від 3-3.75. Каркасний будинок ви спокійно на 5 кв\годину можна утримувати в температурі 23-25гр в режимі «підтримання», тобто терморегулятор включатиме напругу на обігрівачі у разі падіння заданого температурного режиму роботи. Дуже цікаве застосуванняможна витягти з факту, що будинок практично не втрачає тепла, ви виставляєте температуру на 15 градусів, коли вас немає вдома і за дві години до приходу терморегулятор наздоганяє до 25 гр - це економія і суттєва. Повторюю на 5 кв\годину, хоч усю зиму можете обігрівати площу 91-100 кв\м - це факт. Чотири роки утримую будівлю втричі холодніше (за теплом опором) як обігрів використовую інфрачервоні обігрівачі. На цегляний будинок на площу 91-100 кв\м буде потрібно 10-14кв\год, причому на постійному навантаженні. Це все працює, тому топити вулицю і тонні конструкції стін цегляних будинків.

Нижче наведена інформація розміщена з інтернет-ресурсу.

Факти:
Теплові втратитипових житлових будинків та інших будівель відбуваються з трьох основних причин:
- внаслідок теплопровідності через стіни, дахи та підлоги, а також внаслідок (але значно меншою мірою) випромінювання та конвекції;

Внаслідок теплопровідності та меншою мірою шляхом випромінювання та конвекції через вікна та інше скління;

Шляхом конвекції та перетікання повітря через елементи зовнішньої огорожі будівлі, яка зазвичай відбувається через відкриті вікна, двері та вентиляційні отвори (примусово чи природно) чи шляхом інфільтрації, тобто. проникнення повітря через щілини в конструкціях, що захищають будівлі, наприклад по периметру дверних і віконних рам.

Залежно від того, має будинок хорошу ізоляцію чи ні, багато в ньому вікон чи мало, спостерігається через нього рух повітря чи ні, кожен (!) із цих трьох факторів становить 20...50% загальних теплових втрат будівлі.

Припустимо, що втрати тепла в будівлі мають місце однаково за трьома вищевказаними факторами. Це графічно ілюструється діаграмою як кола, розрізаного на 3 рівних частини. Якщо якусь одну з цих складових частинзменшити вдвічі, то загальні теплові втрати зменшаться лише на 1/6 частину. Це говорить про те, що всі три фактори слід розглядати однаково, не виділяючи той чи інший.

Знаходження можливостей зменшення тепловтрат та витрати енергії на опалення має супроводжуватися контролем параметрів, що характеризують необхідний тепловий режим:

• Температура повітря;

• Середня температура внутрішніх поверхонь огорож;

• Швидкість та відносна вологість повітря.

Аксіоми:
1. Виробництво тепла коштує грошей і потребує ресурсів.
2. Величина теплового потокупропорційна різниці температур між джерелом тепла та предметом чи приміщенням, в яке тепло надходить, а напрям потоку тепла ЗАВЖДИ (!) від гарячої поверхні до холодної
3. основні зусилля витрачаються збільшення опору потоку теплових втрат
4. Тепло переноситься трьома способами: конвекцією, радіацією (випромінюванням) та теплопровідністю, причому конвекція та теплопровідність як фізичні явищавиявляються Одночасно
5. Тепло ПОСТОЯННО переноситься випромінюванням від тепліших предметів до холодніших пропорційно різниці їх температур і відстані між ними.
6. З трьох основних способів теплообміну радіація найважче піддається кількісному визначеннюдля будівель. (!)
7. Теплові втрати типових житлових будинків та інших будівель відбуваються за трьома основними причинами/напрямками (дуже грубо: втрати через зовнішні огорожі, вікна/двері та з вентиляцією/інфільтрацією), кожен із цих трьох факторів становить 20...50% загальних теплових втрат будівлі, причому майже неможливо розглядати незалежно друг від друга.
8. У міру зниження частки інших факторів, що зумовлюють втрати тепла, проникнення зовнішнього повітря займає дедалі більший відсоток загальної суми факторів.
9. Людина сама «обігріває» випромінюванням (незначно - ще й теплопровідністю) холодніші будівельні конструкції та предмети інтер'єру, а також повітря в приміщеннях (через конвекцію).
10. Збільшення швидкості повітря спричинює збільшення коефіцієнта конвективного теплообміну. Відносна вологість внутрішнього повітря впливає тепловтрати будинків, тобто. на величину питомої теплоємності повітря, яка тим більша, чим вища його вологість.
11. Підвищення температури на внутрішніх поверхнях будівельних конструкцій бажано з погляду зменшення тепловтрат, а також теплового комфорту, що виражається вимогою: «Теплі стіни, холодне повітря».
12. При оцінці теплового комфорту температура внутрішнього повітря безпосередньо залежить від температури внутрішньої поверхніконструкцій. Спільно із температурою внутрішнього повітря вона визначає сумарну температуру приміщення. Для житлових будинків сумарна температура повинна становити 38 ° C ... і т.д.

Каверзне запитання":

А чи має сенс «носитися» з цією теплоємністю стін/перекриттів «як із писаною торбою», якщо навіть у найкращому разі ми можемо розраховувати (теоретично) «урізати»/компенсувати тепловтрати не більше ніж на 15-30%?!

"Ні, не має!" - не замислюючись, відповім я;
"Чому ж?" - Здивовано запитаєте Ви...
А скринька відкривається просто - МИ НЕ ВСІ Врахували!

Догми:
Адже залишаються ще й інші причини тепловтрат (вікна/двері + повітря/вентиляція) - а на них теплоємність/теплоінерційність безпосередньо не впливає -> а в підсумковому підрахунку ці причини можуть потягнути на 60-80%!
Можливо, все-таки має сенс заощадити, відмовившись від кам'яних стін, а вивільнені кошти направити на енергозберігаючі вікна/двері та вентиляційні установки? Подумаємо... Образно кажучи, адже тепло подібно до розм'якшеної глини в руці: ви стискаєте кулак - глина вилазить крізь пальці, намагаєтеся з одного боку прибрати щілини між пальцями - а вона в іншому місці випирає => перекриєте рух тепла назовні шляхом теплопровідністю, а воно , «Нехороше таке», норовить туди змитися випромінюванням і/або конвекцією по «обхідних дорогах», через те саме «нікого не цікавить» повітря наприклад.

І, нарешті, найголовніше - виробництво тепла коштує грошей і вимагає ресурсів!

Навіщо виробляти та «заганяти» всередину теплового контуру кам'яного будинку таке недешеве тепло? - адже більша його частина буде закапсульована в огороджувальних конструкціях, розсіяна (рано чи пізно, тож і зовнішня теплоізоляціяне панацея) зовнішнє середовищеі буде не доступна для "вилучення"?! Адже сам собою кам'яний будинокяк теплоакумулятор має значно менший ККД (у рази як мінімум), ніж спеціалізовані опалювальні прилади (ті ж цегляні печі, стіни Тромба, гравійно-піщані теплоакумулятори, наприклад).
Для цього варто встановлювати опалювальну системупідвищеної (порівняно зі схожим каркасним будинком) потужності, а потім ще й переплачувати за опалення?! Це ми так БУМ гріємо, щоб йому холодно не було? ...а як же людина та її потреби?

Слідство-> холодна кам'яна стіна може «обігріти випромінюванням» лише предмети, що мають ще більше низьку температуру! Більше того, виходить, що левова часткаакумульованого в теплоємних конструкціях тепла витрачається на конвективний теплообмін з внутрішнім повітрям. У в кам'яному будинку може бути влаштована природна вентиляція- отже, припливне повітря має низьку температуру - ось на його підігрів і витрачається теплова енергія!

А ось людину стіна кам'яного будинку не зможе обігріти - закони фізики: температура тіла людини 36,6 градусів, а внутрішньої поверхні стіни нормальних умовах- всього 18! -> тобто. теплоємна стіна (стеля, підлога) подібна до «енергетичного вампіра», що висмоктує з вас тепло (в основному випромінюванням, меншою мірою через конвекцію і теплопровідність).

Тому, розраховувати на раціональне (!) використання теплоємності варто лише в особливих випадках (печі, каміни, теплі підлоги та стіни, стіни Тромба, сонячні колектори, теплові акумулятори та ін.) та/або в особливих («сонячних», «пасивних» тощо) будинках, спеціально призначених для уловлювання сонячного (тобто ХАЛЯВНОГО!!!) тепла.

Далі «Питання на засипку»: тоді як пояснити документально підтверджені численні факти, що після вимкнення опалення в каркасному будинку навіть за сильних морозів температура за 1-2 доби опускається не більше ніж на 2-5 градусів, тоді як кам'яний будинок «вимерзне» » за кілька годин? (Тобто чому каркасний будинок при відключенні опалення не вимерзає за кілька годин, не маючи великих запасів тепла будівельних конструкціях??)
Адже в ньому відсутні теплоємні елементи - в чому причина цього феномена, а?

Я вважаю, що тому є кілька пояснень, але одна з головних причин - тому що внутрішня теплоємність будівлі мінімальна, і після відключення опалення більша частинатепла, що вже знаходиться всередині теплового контуру будівлі, не «стікає безглуздо» від «гарячої» людини, теплого повітря та розігрітих опалювальних та побутових приладів (радіатори, печі, електролампи, грати випарників холодильників, ТБ тощо) углиб будівельних конструкцій, а залишається всередині приміщень (адже каркасні стіни не накопичують тепло).
Звичайно, тепловтрати відбуваються, але їх можна мінімізувати (як у наведеному вище прикладі), перш за все, усунувши протяги, щільно закривши двері, віконниці та штори на вікнах (якщо такі є).
Крім того, не забуваємо, що людина сама виділяє тепло (116 Ватт при кімнатній температурі, при похолоданні тепловтрати зростають – насамперед за рахунок випромінювання). Тому, додавши кілька слабких «опалювальних» приладів (ті ж свічки - адже електрики у нас теж немає) можна певною мірою компенсувати тепловтрати («головне, хлопчисько, до ранку дотягнути» - а там і допомога прийде...у вигляді сонячного теплаабо принесеного з сараю оберемка полін для каміна). У такій ситуації температура внутрішньої поверхні каркасної стіни, а з нею і сумарна температура приміщення, (при довгостроковому розгляді) залишатиметься вищою, ніж у кам'яному будинку, значно довше, і тепловий дискомфорт настане також пізніше.
Зрозуміло, що при цьому виникає проблема оновлення повітря, яка багато в чому залежить від конструктивно-планувального рішення будинку (мова про площу/обсяг припадаючого на 1 мешканця та відкрите або ізольоване планування приміщень).
У кам'яному будинку в схожій ситуації частина акумульованої в теплоємних будівельних конструкціях тепла, дійсно, звільниться в приміщення - але процес цей триватиме всього кілька годин...при цьому більша частина, як я вважаю, все-таки буде розсіяна у зовнішнє середовище через випромінювання , теплопровідність та конвекцію.
«...Відключене на ніч опалення – це заощаджене паливо. Проте, витрати на енергоресурси навряд чи від цього зменшуватимуться, бо вранці потрібно нагріти повітря та стіни спальні, що охолонули за ніч, що призведе до додаткової витрати тепла.

У будинках, які мають конструкції малої теплоємності, при відключенні опалення на ніч можна заощадити невелику кількість енергії. У будинках з теплоємними елементами конструкції навряд чи доцільно знижувати температуру вночі, оскільки багатотонна кладка компенсує втрату тепла. Вранці віддане нею тепло вона знову поповнюватиме. Тож знижувати температуру на ніч не варто...» (Журнал «Дім» №1 2007 р. стор.37).

Ми ж з фізики пам'ятаємо, що тепло йде до холоду, а зовнішня поверхня стіни навіть із утепленням під дією морозу та вітру охолоджуватиметься швидше, ніж внутрішня віддавати тепло кімнатам, предметам, повітрю (через радіацію в межах «прямої видимості» та конвекцію/теплопровідність) - при охолодженні предметів та повітря нижче температури стіни).

Тож тим, хто сподівався обігріватись випромінюванням від кам'яної стінки «аки від російської печі» (адже там, у сенсі в стіні, стільки енергії припасено!), пропоную терміново «одуматися» і починати натягувати товсті вовняні рейтузи та шукати кожуха дідів у комірчині! - Поки людина жива, то це ВІН обігріває стіну/стелю/підлогу випромінюванням (меншою мірою конвекцією та теплопровідністю), але НІЯК НЕ НАВПАКИ!

Тобто, говорячи про « теплих стінах», ми говоримо не про опалення як таке, а лише (і це важливо розуміти!) про ЗНИЖЕННЯ тепловтрат людини.

Причому, на відміну від каркасної, кам'яна стіна то мінімальне тепло, що виділяється людиною та нашими свічками, а також запасене в предметах інтер'єру або отримане коротким зимовим днем ​​у вигляді сонячного випромінювання, «проковтне і не помітить» - а як інакше, адже вона така теплоємна і любить запасатися десятками і сотнями кДж тепла «про запас»...а потім... це тепло там десь «в глибині стіни/перекриття гуляє» - якісь свої завдання вирішує, напевно! ось справді, «егоїстичний енергетичний вампір» .
Тому і тепловий дискомфорт у кам'яному будинку зазвичай настає раніше, навіть за однакової з каркасником температури внутрішнього повітря! - тому що стіна «холодніша» і постійно «викачує» все тепло з приміщення та людей.

Висновки:
При відключенні опалення кам'яний будинок починає виділяти ЧАСТИНУ акумульованого у будівельних конструкціях тепла – тут у нього дійсно є перевага перед каркасним. Так природно інтегрується середня внутрішня температура в будинку при незмінній потужності опалювальних приладів- тепловтрати, що збільшуються вночі, компенсуються тепловіддачею від кам'яної стіни/перекриття.
Однак цей процес триває всього кілька годин (швидко прийняв-швидко віддав), та й сам будинок – не найдосконаліший теплоакумулятор. Сподіватися на «теплі» внутрішні стінитеж особливо не варто - адже вони не в повітрі висять, отже, мають конструктивний зв'язок з холоднішими зовнішніми огорожами (стінами/перекриттями/покрівлею/фундаментом)-> тому тепло витікатиме туди завдяки теплопровідності каменю + конвективний і радіаційний теплообмін з повітрям і предметами інтер'єру.
Після цього кам'яна будова з кожною годиною/днем починає невблаганно перетворюватися на «морозильник», безжально викачуючи те небагато тепло, що отримується від допоміжних опалювальних (якщо вони є), освітлювальних/побутових (якщо є електрика) приладів, а також безпосередньо з людського тіла або через вікна від Сонця ==> тому виживати в такій будівлі в очікуванні відновлення опалення дуже складно. Крім того, потрібно кілька днів і підвищені витрати палива (адже теплоємні стіни/перекриття запасатимуться тепловою енергією - а вони дуже ненажерливі)) для відновлення нормальної температури.
Каркасний будинок не має особливих запасів тепла в стінах/перекриттях, проте він менш теплоінерційний і не «запасається теплом». Тому допоміжні опалювальні та інші прилади Сонце можуть забезпечити цілком прийнятний тепловий комфорт, та й відновити звичайний. температурний режимможна буде за кілька годин. Особливо важливо, що стіни в такому будинку залишатимуться теплішими, ніж у таких умовах кам'яні. Каркасні конструкціїне з таким ентузіазмом викачуватимуть тепло з «гарячої» людини, відповідно, тепловтрати тіла випромінюванням будуть значно меншими. І все це за менші гроші...
Образно кажучи, кам'яний будинок - це вибагливий (у сенсі фінансових витратпри будівництві та експлуатації) спринтер, він здатний ефективно згладжувати нічні коливання температури, а каркасний будинок - невибагливий стаєр, здатний з помірною швидкістю пробігти (профункціонувати) значно довше, маючи при цьому певну «опалювальну гнучкість».

Отже: чого ми дійшли? Саме низька теплоємність каркасного будинку будинок не тільки дозволяє застосовувати інтегровану систему опалення, але й ЗНИЗИТИ ВИТРАТИ НА ОПАЛЕННЯ В 2-3 РАЗИ!!! А це, погодьтеся, важливо...