нормы теплопотерь частного дома
Dacha.news
Принято считать, что для средней полосы России мощность отопительных систем должна рассчитываться исходя из соотношения 1 кВт на 10 м 2 отапливаемой площади. Что говорится в СНиП и каковы реальные расчетные теплопотери домов, построенных из различных материалов?
СНиП указывает на то, какой дом можно считать, скажем так, правильным. Из него мы позаимствуем строительные нормы для Московского региона и сравним их с типичными домами, построенными из бруса, бревна, пенобетона, газобетона, кирпича и по каркасным технологиям.
Как должно быть по правилам (СНиП)
СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяет «Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» жилых помещений в диапазоне от 2,1 до 8,2 м 2 ·°С/Вт в зависимости от их положения и градусо-суток. Градусо-сутки – условная величина, выраженная в средней разнице температур внутри и снаружи, помноженная на количество дней отопительного сезона. Чтобы узнать нормативные значения градусо-суток отопительного периода обратимся к таблице 4.1 Справочного пособия к СНиП 23-01-99. При поддерживаемой температуре внутри помещения на уровне 22 градусов для Московского региона мы получим значение 5400, следовательно (опираясь на таблицу соответствия в СНиП 23-02-2003), искомое значение сопротивления теплопередаче стен у нас будет 2,8 м 2 ·°С/Вт. Это соответствует стене каркасного дома с утеплителем из минеральной ваты толщиной
100 мм. Из той же таблицы возьмем значения сопротивления для пола/потолка (3,7 м 2 ·°С/Вт) и окон (0,45 м 2 ·°С/Вт). Таким образом, в доме по СНиПу утепление крыши и пола должно быть эквивалентно 140 мм минваты, а стеклопакеты двухкамерными с обычными стеклами (см. теплопроводность стеклопакетов).
Однако взятые нами значения в 5400 градусо-суток для московского региона являются пограничными к значению 6000, по которому в соответствии со СНиПом сопротивление теплопередаче стен и кровли должно составлять 3,5 и 4,6 м 2 ·°С/Вт соответственно, что эквивалентно 130 и 170 мм минеральной ваты с коэффициентом теплопроводности λА=0,038 Вт/(м·°К).
Как в реальности
Зачастую люди строят «каркасники», бревенчатые, брусовые и каменные дома исходя из доступных материалов и технологий. Например, чтобы соответствовать СНиП, диаметр бревен сруба должен быть больше 70 см, но это абсурд! Потому чаще всего строят так, как удобнее или как больше нравится.
Для сравнительных расчетов мы воспользуемся удобным калькулятором теплопотерь, который расположен на сайте его автора. Для упрощения расчетов возьмем одноэтажное прямоугольное помещение со сторонами 10 х 10 метров. Одна стена глухая, на остальных по два небольших окна с двухкамерными стеклопакетами, плюс одна утепленная дверь. Крыша и потолок утеплены 150 мм каменной ваты, как наиболее типичный вариант.
Итак, вот итоговая диаграмма сравнения теплопотерь домов из различных материалов:
Теплопотери в доме
Энергосбережение сейчас наиболее популярная тема в интернете. Еще бы, ведь экономить хочет каждый, а тем более в нынешних экономических условиях. Расчет потерь тепла при этом играет наиболее важную роль. Теплопотери в наиболее простом понимании это количество тепла, которое теряется помещением, домом или квартирой. Измеряются они в Вт. Возникают тепловые потери в доме из-за разницы внешних и внутренних температур воздуха.
В переходной и холодный период года температура на улицах падает, и возрастает разница температур внутреннего воздуха и воздуха на улице. И как уже мы упоминали, Второй закон термодинамики никто не отменял, поэтому тепло с ваших домов и квартир стремится его покинуть и обогреть холодную окружающую среду. Для снижения этих утрат тепла, делается утепление домов в различных видах от пенопласта и вентилируемых фасадов до современных теплоизоляционных материалов в виде шпаклевки. Главной же задачей в нашей профессии является поддержание в помещении комфортных параметров микроклимата. И в первую очередь, мы рассчитываем теплопотери для их компенсации.
Зачем делать расчет теплопотерь?
Когда же делают расчет потерь тепла в доме? Расчет теплопотерь обязателен при проектировании систем отопления, систем вентиляции, воздушных отопительных систем. Расчетные температуры берут из нормативных документов. Значение внешней температуры воздуха отвечает температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки. Внутреннюю температуру берут или ту, которую желаете, или из норм, для жилых помещений это 20+-2°С.
Исходными данными для расчета служат: внешняя и внутренняя температура воздуха, конструкция стен, пола, перекрытий, назначение каждого помещения, географическая зона строительства. Все тепловые потери на прямую зависят от термического сопротивления ограждающих конструкций, чем оно больше, тем меньше теплопотери.
Для обеспечения комфортных условий пребывания людей в помещении нужно чтобы было правдивым уравнение теплового баланса
Qп+ Qо+ Qс+ Qк= Qср+ Qос+ Qпр+ Qлюд,
где Qп–теплопотери через пол, Qо–теплопотери через окна, Qс–теплопотери через стену, Qк- теплопотери через крышу, Qср–теплопоступления от солнечной радиации, Qос–теплопоступления от отопительных систем, Qпр–теплопоступления от приборов, Qлюд–теплопоступления от людей.
На практике же, уравнение упрощается и все утраты компенсирует система отопления, независимо водяная или воздушная.
Расчет теплопотерь
Получив исходные данные, проектировщики начинают расчет. Рассмотрим основные виды тепловых потерь и формулы их расчета. Теплопотери бывают: через стены, через пол, через окна, через крышу, через вентиляционные шахты и дополнительные потери тепла. Термическое сопротивление для всех конструкций рассчитывается по формуле
где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/ м 2 · о С;
λі и δі – коэффициент теплопроводности для материала каждого слоя стены и толщина этого слоя в м;
αн – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности ограждения, Вт/ м 2 · о с;
Коэффициенты α берутся из норм, и разные для стен и перекрытий.
Первым делом рассмотрим теплопотери через стены
На них наибольшее влияние имеет конструкция стен. Рассчитываются по формуле: 
Коэф. n-поправочный коэффициент. Зависит от материала конструкций, и принимается n=1 если конструкции из штучных материалов,и n=0,9 для чердака, n=0,75 для перекрытия подвала.
Rст=1/ 23 +0,51/0,58+0,1/0,064+0,03/0,76+ 1/ 8,6 = 2,64 м 2 ºС/Вт.
Для нашей местности такого сопротивления недостаточно и дом нужно утеплить лучше. Но сейчас не об этом. Расчет теплопотерь:
ß- это дополнительные потери тепла. Далее мы распишем их значение и станет ясно, откуда взялось число 10 и зачем делить на 100.
Далее идут тепловые потери сквозь окна
Здесь все проще. Расчет термического сопротивления не нужен, ведь в паспорте современных окон он уже указан. Теплопотери через окна рассчитываются по той же схеме, что и через стены. Для примера рассчитаем потери через энергосберегающие окна с термическим сопротивлением Rо= 0,87 (м 2 °С/Вт) размером 1,5*1,5 с ориентацией на Север. Q=1/0,87·2,25·42·1·(15/100+1)=125 Вт.
К теплопотерям через перекрытия относят отвод тепла через крышные и половые перекрытия. В основном это делается для квартир, где и пол и потолок представляет собой железобетонную плиту. На последнем этаже учитываются только потери сквозь потолок, а на первом лишь через подвальное перекрытие. Это обусловлено тем, что во всех квартирах принимается одинаковая температура воздуха, и теплоотдачу от квартиры к квартире не берут во внимание. Недавние исследования показали, что через не утепленные узлы примыкания перекрытий к ограждающим конструкциям идут большие потери тепла. 
Определение утечки тепла через перекрытие такое же как и для стены, но не учитываются дополнительные теплопотери. Коэффициент α берется другой: α вн =8,7 Вт/(м 2 ·К) α вн =6 Вт/(м 2 ·К), разница температур также, ведь в подвале или на крытом чердаке температура принимается в пределах 4-6ºС. Не будем расписывать расчет термического сопротивления для перекрытия, ведь он определяется по той же формуле Rст = 1/ αв + Σ ( δі / λі ) + 1/ α. Возьмем перекрытие с сопротивлением 4,95 и примем воздух на чердаке +4ºС, площадь потолка 3х4м, внутри 22ºС. Подставляем в формулу и получаем:Q=1/R·FΔt·n·β=1/4,95·12·18·0,9= 40 Вт.
Расчет потерь тепла через пол на грунте
Он немного сложнее нежели через перекрытие. Теплопотери рассчитываются по зонам. Зоной называют полосу пола шириной 2 м, параллельно внешней стене. Первая зона находится непосредственно возле стены, здесь происходит больше всего потерь тепла. За ней последуют вторая и другие зоны, до центра пола. Для каждой зоны рассчитывается свой коэффициент теплопередачи. Для упрощения вводится понятие удельного сопротивления: для первой зоны R1=2,15 (м 2 °С/Вт), для второй R2=4,3 (м 2 °С/Вт), для третьей R3=8,6 (м 2 °С/Вт)
Пример Есть комната в которой пол на грунте, размер пола 6х8 м Температуры все те же. Сначала разделим пол на зоны. У нас их получилось две. Находим площадь каждой зоны. У нас это 20 м2 для первой зоны и 8 м2 для второй. Затем задаемся условными сопротивлениями R1=2,15 (м 2 °С/Вт), R2=4,3 (м 2 °С/Вт), подставляем в формулу: Q=(F1/R1+F2/R2+F3/R3)(tвт — tвн)·n=(20/2,15+8/4,3)·42·1= 470 Вт.
Дополнительные теплопотери
Учитываются только для стен и окон, то есть конструкций которые напрямую соприкасаются с окружающей средой. Существует четыре вида дополнительных потерь тепла: на ориентацию, на ветреность, на количество стен и наличие внешних дверей. Выражаются они в процентах и в последствии переводятся в коэффициент дополнительных теплопотерь. Если помещение ориентированно на Север, Восток, Северо-Восток, Северо-Запад дополнительные потери тепла составляют 10%, когда на Юг, Запад, Юго-Запад, Юго-Восток, додаются 5%. Если здание находится в ветреной местности, додаются еще 10% тепловых потерь,а когда в защищенной от ветров местности только 5%. Если в помещении есть две внешние стены, то дополнительные потери составляют 5%, когда только одна — дополнительных потерь нет. Если в наружной стене есть дверь, можно рассчитать убыток сквозь нее, но проще добавить 60% если двери тройные, 80% когда двойные двери и 95% если они одинарные. Например: Комната имеет две внешние стены, размещенная в ветреной местности, одна стена выходит на Юг, вторая на Север, дверей нету. Тогда дополнительные потери составляют 10%+5% на ориентацию +10% на ветер +5% так как две стены. И того 30%, чтобы добавить их к основным теплопотерям нужно перевести в коэффициент β =30% + 100% =30/100 +1 =1,3 и подставляем в общую формулу.
Теплопотери на вентиляцию
Не учитываются, если проектируется воздушное отопление или используется вентустановка с подогревом воздуха, так как воздух в помещение поступает уже теплый, и на его нагрев не тратится тепло. Но если установка без подогрева, необходимо учесть расход тепла на нагрев входящего воздуха. Упрощенная формула выглядит так:
где V — бьем помещения в м3, Δt — разница внешней и наружной температур.
Сума всех потерь тепла и составляет общие потери помещения.
Расчет тепловых потерь в программе Excel
Сам процесс расчета тепловых потерь дома занимает довольно много времени, поэтому для себя мы создали шаблон в Excel, с помощью которого делаем расчеты. Решили с вами поделиться и использовать его можно перейдя по ссылке. Здесь же распишем инструкцию пользования.
Шаг 1
Перейти по ссылке и открыть программный файл. Вы перед собой увидите таблицу такого вида:
Шаг 2
На картинке видно, что количество потерь тепла уже прорисовывается.
Шаг 3
К сожалению, также вручную заполняются и дополнительные потери. Вводить их нужно в процентах, программа сама в формуле переведет их на коэффициент. И так, для нашего примера: Стены 3 значит к каждой стене +5% теплопотерь, местность не веретенная поэтому +5% к каждому окну и стене, Ориентация на Юг +5% для конструкций, на Север и Восток +10%. Дверей внешних нет поэтому 0, но если бы были то суммировались бы проценты только к той стене в которой есть дверь. Напоминаем, что к полу или перекрытию дополнительные потери тепла не относятся. 
Как видно, потери помещения возросли. Если у вас заходит в помещение уже теплый воздух, этот шаг последний. Число записанное в столбце Q, и есть ваши искомые тепловые потери помещения. И эту процедуру нужно провести для всех остальных помещений.
Шаг 4
Эта программа значительно ускоряет и упрощает расчеты, даже невзирая на большое количество введенных вручную элементов. Она не раз помогала нам. Надеемся и вам она станет помощником!
Заключение
Правильный расчет теплопотерь покажет, что вы профессионал своего дела. Ведь согласитесь, расчет потерь 100 Вт/м2 слегка преувеличен, а в некоторых случаях недостаточен. Поэтому потратьте на 15 минут больше времени и рассчитайте тепловые потери здания. Исходя из этого вы сможете не только спроектировать более чем комфортные условия пребывания людей, но и сэкономить заказчику немалые средства на эксплуатацию систем. А опыт показывает, что к таким проектировщикам обращаются чаще.
Энергоэффективный дом: как тратить минимум на отопление
В частном строительстве сегодня все большее внимание уделяется энергоэффективности зданий, однако по-настоящему пассивных домов пока еще единицы. Хотя где, как не в стране с отопительным сезоном длиной в полгода, стоит заботиться о снижении затрат на эксплуатацию жилища заблаговременно. Ведь львиная доля расходов приходится как раз на оплату энергоносителей, тарифы на которые постоянно растут.
Строительство энергоэффективного дома – это реальный способ значительно сократить траты и на отопление, и на кондиционирование, и на освещение. При помощи специалистов Группы компаний «АЛЮТЕХ» разберемся, какой дом будет энергоэффективным, а также какие существуют решения для минимизации теплопотерь.
Содержание
Какой дом считается энергоэффективным?
Понятие энергоэффективного дома пришло к нам из европейских стран с не самым мягким климатом и высокой стоимостью энергоносителей. Когда Европа только ввела термин «энергоэффективность», она определялась коэффициентом сезонного использования тепловой энергии и выражалась буквой Е, а дома делились на три типа:
При обустройстве энергоэффективного дома одна из задач хозяина заключается в снижении теплообмена между комнатами и улицей. Существенные теплопотери дома приходятся на окна, и установка роллет в данном случае — весьма эффективное решение. При закрытых роллетах между ними и окном образуется воздушная прослойка, которая работает по аналогии с термосом.
Если планировочные решения, конструктив дома и инженерных систем закладываются еще на этапе проектирования, а утепление выполняется преимущественно в ходе строительства, то повысить герметичность контура и сократить теплопотери через окна можно в любой момент. При этом к выбору оптимальной конструкции роллет нужно подойти со всей серьезностью.
Выгодна ли установка роллет
По сути, роллеты – осовремененная версия традиционных для нашей страны деревянных ставен, которые раньше были на каждом окне в каждом доме. Летом они помогали сохранять прохладу, зимой — поддерживать тепло, а когда жильцы отсутствовали — защищали от нечистых на руку людей. В нынешнем, высокотехнологичном исполнении, роллеты бывают двух типов:
Противовзломные — производятся из экструдированных профилей, которые благодаря большей толщине стенок и наличию ребер жесткости характеризуются повышенной устойчивостью к механическим воздействиям. Такие роллеты чаще всего монтируют на общественных объектах, где нужна максимальная безопасность.
Энергоэффективные — изготавливаются из профилей роликовой прокатки. Благодаря плотной пене внутри профиля обеспечиваются отличные теплосберегающие и звукоизоляционные свойства конструкции. Если дом расположен у шумной дороги, энергоэффективные роллеты не только сократят теплопотери через окна, но и поспособствуют комфортному акустическому режиму.
Однако у пользователей FORUMHOUSE возникает резонный вопрос: благодаря чему в действительности снижаются теплопотери – за счет воздушной подушки между роллетой и окном или за счет пены внутри профилей?
Я не понял, энергоэффективные роллеты, внутри не пустые, а с утеплителем (пена), профанация? То есть не стоит за них переплачивать? А какие тогда рольставни нужны для утепления окон?
Есть несколько вариантов исполнения кроющих профилей, в том числе — с пенным заполнением. Сохранение тепла обеспечивается за счет замкнутого контура и создания дополнительной воздушной прослойки между оконным блоком и роллетным полотном. Но эффективность роллет из пенозаполненных профилей все же выше.
Для подтверждения их теплоэффективности проводился комплекс испытаний в одном из самых престижных Международных исследовательских институтов — ift Rosenheim (Германия) по методике основных европейских стандартов в данной области. Результаты показали, что окно (однокамерный стеклопакет) без роллеты и без дополнительного утепления обладает коэффициентом теплопроводности 1,9. Установленная роллета позволила снизить коэффициент до 1,3. Это означает, что теплопотери через окна уменьшаются до 30 %! Данный показатель учитывает теплосопротивление и самого роллетного полотна, и воздушной прослойки, образующейся между окном и роллетой в закрытом положении.
Но учитывая, что энергоэффективные роллеты работают, только когда они закрыты, владельцев частных домов также волнует, не приведет ли попытка сэкономить к обратному результату.
Я чем больше вникаю, тем меньше вижу очевидных плюсов у рольставен.
Ко всему прочему можно добавить, что зимой за окном темнеет уже часов в пять, а в некоторых регионах и того раньше – приходится включать свет. Но при наличии роллет оттока тепла большую часть суток через окна уже не будет, а в солнечный день можно еще и отопление в комнатах приглушить.
А что говорят специалисты об экономической целесообразности установки роллет? Как быстро они окупятся?
Примерный срок окупаемости (по расчетам, проведенным нами около 2-3 лет назад) был 5-7 лет. Но все очень сильно зависит от региона и от стоимости энергоресурсов. Например, в ЕС этот срок может быть и 2-3 года. Для удобства мы сделали калькулятор (с рядом упрощений и допущений), который позволят рассчитать примерную экономию.
А как быть с гаражом?
Масса топовых проектов загородных коттеджей предполагает совмещение дома и гаража либо через стену, либо через перекрытие. И сколько бы противники подобных комбинаций не пеняли на значительное удорожание строительства, такие дома строили, строят и будут строить. Ведь отсутствие необходимости из теплого дома выходить на улицу и идти через двор — равно повышенный комфорт. Но чтобы гараж был «помощником» в деле энергосбережения, а не увеличивал затраты, он тоже должен быть «теплым».
Казалось бы, каким образом температура в гараже может влиять на микроклимат в жилище? Все просто: если помещение для хранения авто расположено под коттеджем или через стену, от того, насколько в гараже тепло, зависит отчасти и температура в комнатах. Избежать лишних теплопотерь, а также повысить уровень личного комфорта можно, установив энергоэффективные ворота. В вопросе сохранения тепла вне конкуренции секционные ворота из сэндвич-панелей – именно их, как правило, выбирают для установки в отапливаемых помещениях.
Равно как и роллеты, ворота, представленные на рынке, значительно отличаются по техническим и эксплуатационным параметрам. При этом выбрать нужно оптимальную со всех сторон конструкцию.
Секционные гаражные ворота из сэндвич-панелей стоят дороже распространенных распашных конструкций. Но, заплатив больше единожды, можно обеспечить себе экономию на долгие годы за счет сокращения расходов на отопление. Важнейшими элементами, на которые стоит обратить внимание при выборе ворот, являются:
Разберем каждый пункт подробнее.
Толщина полотна. Полотно секционных ворот собрано из нескольких сэндвич-панелей, представляющих собой 2 стальных листа с «начинкой» из пенополиуретана. Параметры теплосопротивления полотна напрямую зависят от толщины «сэндвича» – в зависимости от бренда она может быть и 40, и 42, и 45 мм. Оптимальной толщиной для большинства регионов с холодным климатом считается полотно в 45 мм.
Я себе установил ворота из сэндвич-панелей 45 мм и ощутимо теплее стало в гараже. Конечно, одни только ворота ничего не согреют, нужно и стены хорошо утеплить. Но обычный профлист в один слой явно пропустит холод. Даже с утепленными стенами.
Уплотнители. Толстые сэндвич-панели «работают» только в паре с герметичным контуром. Насколько плотно полотно прилегает к проему, зависит от конфигурации уплотнителей и материала, из которого они сделаны. Чтобы проем был полностью герметичным, вставки должны быть и по его периметру, и между самими панелями.
Сохранность свойств уплотнителей напрямую привязана к материалу – только EPDM (этиленпропиленовый каучук) не сминается под воздействием нагрузок, не подвержен растрескиванию и остается эластичным при любом «минусе».
Дополнительному сокращению теплопотерь гаража способствует скрытый монтаж направляющих, при котором нащельник и угловые стойки ворот монтируются за проемом, что предотвращает образование мостиков холода.
Кронштейны. «Теплые» ворота покупаются не на один и не на два сезона, а на десятилетия, поэтому важное значение имеет, в каком объеме сохранятся исходные энергосберегающие свойства конструкций. И если с ППУ внутри стальной оболочки ничего не сделается, то плотность прижатия полотна может с течением времени ухудшиться из-за усадки здания, что неизбежно приведет к теплопотерям. Но, если в конструкции ворот предусмотрены регулируемые кронштейны, в любой момент прижим можно отрегулировать, вернув створке былую герметичность.
Энергоэффективный дом – это не только толстый утеплитель в крыше и стенах, но и «теплые» окна, а при наличии гаража – еще и «теплые» ворота. За счет правильной планировки жилища, утепления и герметизации ограждающих конструкций можно добиться сокращения теплопотерь и минимизации расходов на отопление зимой и кондиционирование летом.
В одном из предыдущих материалов – подробнее про «теплые» ворота. Интересен и опыт одного из участников портала по самостоятельному строительству одноэтажного энергоэффективного дома из газобетона. В видео – особенности монтажа секционных ворот в гараж.