РУС УКР

Снижения затрат на отопление дома

41337

Содержание статьи

   Выбор оптимальной формы дома
   Установка энергоэффективных окон
   Использование пассивного отопления
   Установка термостатов на радиаторы отопления
   Установка тепловых экранов

Обычно, когда говорят о снижении затрат на отопление дома, всегда сразу на ум приходит утепление стен и перекрытий, что вполне понятно, поскольку нет смысла говорить об энергоэффективности, пока ограждающие конструкции дома в буквальном смысле – греют воздух. Но кроме утепления есть множество других способов уменьшить затраты на отопление дома и эффективно использовать энергоресурсы. Многие из этих мероприятий не требуют значительных капиталовложений на стадии проектирования или очень быстро окупаются. Именно о таких способах снижения затрат на отопление дома пойдёт речь ниже.

Рис. 1. Формы домов и их площади1. Выбор оптимальной формы, компоновки и расположения дома

Необходимо стремиться, чтобы форма здания была как можно компактнее, с минимальным отношением площади наружных ограждений к жилой площади дома. Самой идеальной формой дома будет сфера. Но поскольку дома в виде сферы и даже в виде круга не всегда удобны в строительстве, оптимальной формой можно считать квадрат. Хуже всего в точки зрения снижения затрат на отопление дома – вытянутые здания с изрезанными фасадами или здания в виде высокой башни.

Так, в случае формы одноэтажного дома с потолком 3 метра в виде круга (рисунок 1а) при общей площади 100м2 площадь стен получиться ≈105м2. Если форма дома квадрат, то при той же площади площадь стен увеличиться до 120м2. Ещё худший вариант формы дома, пишет iBud.ua, вытянутый прямоугольник, например, из соотношением сторон 1 к 4 и дом виде замкнутого прямоугольника, площадь ограждающих стен увеличилась до 150 и 186 м2, то есть практически на одну треть и две трети по сравнению с кругом. Это при учёте всех теплопотерь дома увеличивает теплопотери прямоугольного дома на 8–11%.

Таблица 1. Зависимость теплопотерь одноэтажного дома от его формы

Форма дома Общая площадь ограждающих поверхностей Относительные
теплопотери %

Круг (S=105м2)

305 97

Квадрат (S=105м2)

320 100

Прямоугольник (1 к 4)

350 108

Прямоугольник (1 к 12)

386 111

Дом круглой формыЧто касается этажности дома, то двухэтажные дома при одинаковой площади имеют значительно меньшую поверхность ограждающих стен чем одноэтажные. Таким образом, с точки зрения энергоэффективности, чем ближе форма несложного в постройке здания к форме куба, тем меньше будут потери тепла, и тем больше снижены затраты на отопление дома.

Так же можно снизить затраты на отопление дома, если компоновать вспомогательные здания в один блок. Например, если на участке будет располагаться гараж или техническая постройка, лучше постараться выбрать такое архитектурное решение, которое бы позволяло примкнуть эти строения к жилым. Они будут являться дополнительным сопротивлением для потерь тепла. Наиболее оптимальной блокировкой будет примыкание с северной стороны, через которую теряется наибольшее количество тепла.

Оптимальное расположение гаража для снижения затрат на отопление домаПри планировке дома необходимо располагать комнаты с учетом розы ветров. Поскольку для жилых комнат постоянного проживания повышенная температура воздуха важнее, то их разумно расположить ближе к южной стороне дома. Технические комнаты дома, например, коридоров, лестничных проёмов, кладовки, лучше – с северной стороны дома. Так же выгодно расположить кухню с северной стороны, поскольку в ней есть источники повышенного тепла при приготовлении еды и холодильных установок. Зимой они будут «догревать» кухню, а летом северное расположение позволит немного сэкономить на кондиционировании.

Каждый житель многоэтажных домов, где установлены обычные негерметичные окна, замечал, что при сильных ветрах на улице из щелей окна дует особенно сильно. По этой причине для домов с естественной приточно-вытяжной вентиляцией, а так же для домов с относительно воздухопроницаемыми конструкциями стен (каркасные дома, бревенчатые, из мелкоштучных материалов) актуальна защита от ветра. Дело в том, что сильный ветер, обдувая стены здания, создаёт местные перепады давления, которые усиливают инфильтрацию воздуха сверх нормативной. Поэтому при защите фасадов дома, на которые чаще всего дует сильный ветер в холодный период года, например, с помощью насаждений деревьев или расположение их за построенными зданиями и сооружениями, а так же защита воздухопроницаемых строительных конструкций от продувания ветрозащитными мембранами, сэкономит до 5% теплопотерь дома.

Конструкция энергоеффективного окна для дома2. Установка энергоэффективных окон

Через окна теряется значительная часть тепла дома. Естественно, за счёт применения более энергоэффективного типа окон можно сразу добиться значительного уменьшения затрат на отопление, особенно при большом остеклении (за исключением остеклении на южной стороне).

С точки зрения энергоэффективности на рынке окна представлены в зависимости от материала переплёта (профиля) – дерево, пластик или алюминий, количества воздушных камер в стеклопакете и наличия селективного покрытия и его тип. Так же существуют весьма эффективные окна, где стеклопакет заполнен тяжелым инертным газом. Но ввиду сложности и дороговизны на рынке в восточной Европе, они практически не выпускаются.

Значение термического сопротивления для различных конструкций окон представлены в таблице 2.

Таблица 2. Сопротивление теплопередаче различных конструкций окон

Тип окна

Сопротивление теплопередаче Ro.пр, м2·°С/Вт

из обычного стекла

с селективным покрытием

твердым

мягким

1. Одинарное остекление в деревянных переплетах

0,18

-

-

2. Одинарное остекление в алюминиевых переплетах

0,15

-

-

3. Двойное остекление в алюминиевых раздельных переплетах

0,34

-

-

4. Двойное остекление в алюминиевых раздельных переплетах

0,31

-

-

5. Блоки стеклянные пустотелые без переплета с шириной швов между ними 6 мм,

0,31

-

-

6. Блоки стеклянные пустотелые без переплета

0,33

-

-

7. Двойное остекление в спаренных переплетах

0,40

0,55

-

8. Двойное остекление в раздельных переплетах

0,44

0,57

-

9. Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах

0,55

0,60

-

10. Однокамерный стеклопакет в одинарном переплете

0,38

0,51

0,56

11. Двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете с межстекольным расстоянием 12 мм

0,54

0,58

0,68

12. Стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах

0,56

0,65

0,72

13. Стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах

0,68

0,74

0,81

14. Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах

0,70

-

-

15. Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах

0,74

-

-

16. Четыре стекла в двух спаренных переплетах

0,80

-

-

Примечание: в позициях 7-17 переплеты деревянные или пластмассовые.

Из таблицы можно сделать вывод, что для остекления самой экономически обоснованной является конструкция 11, окно с деревянными или пластиковыми профилями и двухкамерным стеклопакетом (24 мм) и мягким селективным покрытием (i-стекло).

Возникает вопрос, на сколько больше можно сэкономить тепла, если установить энергоэффективную конструкцию окна вместо обычных? Если в качестве обычной конструкции взять распространенный тип изначальных окон в многоэтажных домах советской постройки, то есть двойное остекление в деревянных раздельных переплетах (позиция 8), то простой расчет показывает, что для среднего окна площадью 2.5 м2 за отопительный сезон для климата Киева через простые окна теряется примерно 110 Вт тепловой мощности или ~400 кВт*час за отопительный сезон 5 месяцев. В случае более энергоэффективной конструкции (позиция 11) получим 75 Вт и 270 кВт*час соответственно.

3. Использование пассивного солнечного отопления и гелиосистем

Пока энергоносители дорожают не по дням, а по часам, солнце греет каждый день и абсолютно бесплатно. Было бы очень неразумно не использовать это бесплатное тепло. Идея пассивного солнечного отопления весьма заманчива и заключается в том, чтобы уловить и сохранить солнечное тепло, не прибегая к дорогим и сложным установкам. Суть в том, что солнечная радиация представляет собой коротковолновое излучение. Оно легко проникает через обычное стекло (коэффициент пропускания 0,85-0,95), нагревая конструкции и предметы внутри комнаты, и превращается в длинноволновое тепловой излучение. Такое излучение уже пропускается окнами значительно меньше (коэффициент пропускания 0.1-0.15), то есть солнечное тепло попадает как бы в «тепловую ловушку».

В таблице 3 можно увидеть относительное количество поступлений и потерь тепла через обычные окна, ориентированные на юг для здания, расположенного на широте 48° (Днепропетровск–Донецк–Волгоград–Хабаровск).

Таблица 3. Относительное поступление и потери тепла для различных соотношений площадей окон и стены, ориентированных на юг, %

Месяц

Отношение площади окон к площади стены, %

15

20

25

30

35

40

Январь

-155 -137 -120 -103 -86 -69

Февраль

-54 -15 +25 +64 +103 +142

Март

-47 -14 +20 +52 +86 +119

Апрель

-20 0 +21 +41 +62 +82

Октябрь

+132 +332 +431 +531 +630 +730

Ноябрь

-37 -7 +23 +53 +83 +113

Декабрь

-184 -185 -186 -186 -187 +187

Всего (декабрь–апрель

-497 -358 -217 -79 +61 +201

Из таблицы можно заметить, что чем больше размер окон, ориентированных на юг, тем больше поступает тепла в помещение. Для остекления 40% только в январе наблюдается отрицательный тепловой баланс. Но в целом за отопительный период тепла поступает значительно больше, чем теряется. Для конструкции окон, пишет iBud.ua, ориентированных на запад, восток и особенно на север чем больше воздушных камер в стеклопакете, тем лучше. Для окон, ориентированных на юг, наоборот – предпочтительнее двойное остеклении, вместо тройного. Так же для большего поступления солнечного тепла нежелательно наличие селективного покрытия на стекле. Ещё на 5–10% увеличивается эффективность использования солнечного тепла при наклоне окон так, чтобы поверхность была максимально перпендикулярна к падающему свету. Этим уменьшается отражение солнечного излучения поверхностью стекла.

Остекление южной стороны домаДля устранения конденсации влаги на стекле двойного стеклопакета в сильные морозы (менее –15) можно использовать плотные шторы, которые ограничивают поступление влажного воздуха к окну и при этом, нагреваясь от солнечного света, передают часть тепла в комнату. Для лучшего усвоения солнечного излучения освещённые поверхности, особенно покрытия полов, оптимально выбирать тёмных тонов.

К сожалению, солнце греет зимой не круглые сутки. Самый пик нагрева дома через окна, обращённые на юг в январе, приходится с 9 до 15 часов дня. Ночью же через большие окна тепла теряется больше, чем в случае меньшего остекления. Поэтому можно резко повысить эффективность пассивного солнечного нагрева, если большие окна на юге закрывать на ночь утеплёнными ставнями, роллетами или плотными занавесами изнутри комнаты. А для предохранения летом от излишнего перегрева помещения через южное остекление эффективно использовать навесы. Как показывает практика, достаточно навесов метровой длинны, чтобы полностью закрыть даже самое большое окно в середине лета, когда солнце находится высоко в зените.

Остекленный балконИспользование пассивного солнечного нагрева позволяет хорошо снизить затраты на отопление дома. В странах с тёплыми зимами, таких как Греция, Италия пассивное солнечное отопление при использовании массивных теплоаккумулирующих конструкций может даже полностью заменить традиционное. В более умеренных широтах с холодным климатом такое отопление, конечно, не может быть самодостаточным, но в зависимости от широты, конструкции, размеров окон обращенных на юг и степени утепления дома, может покрыть до 10-25 % от необходимого количества тепла для отопления дома зимой.

Ещё более простым вариантом использования тепла солнечного излучения являются остеклённые фасады, в частности хорошо известные лоджии. Принцип тот же, что и в случае пассивного отопления. Солнечные лучи попадая в тепловую ловушку нагревают поверхности и снижают теплопотери. Остекление только одной стены, обращённой на юг комнаты в трёхкомнатной квартире снижает общие теплопотери квартиры примерно на 3% и заодно повышают долговечность фасада. Конечно, есть и очень большой минус – остекление фасада стоит дорого, но в совокупности с использованием эксплуатируемых лоджий и балконов, остекление балконов можно считать экономически обоснованным.

4. Установка термостатов на радиаторы отопления

Сколько дорого бы не стоил Ваш котёл отопления, и какой бы мощной автоматикой он бы не обладал, отопительная система в целом обладает значительной инертностью и слабо реагирует на небольшие изменения в отдельных комнатах. Причём эта погрешность увеличивается с размерами отопительной системы в целом.

Термостатический вертель для радиатораНапример, если в окно на южной стороне пригреет солнце, то температура воздуха в этой комнате начнёт повышаться. Тот же эффект будет на кухне, когда начнёт работать газовая или электрическая плитка для готовки еды. Очевидно, только покомнатное регулирование отпуска тепла может эффективно устранить небольшие перегревы помещений. С этой целью рекомендуется устанавливать на радиаторы термостаты или в случае водяных радиаторов – термостатические вентили, которые чутко реагируют на изменение температуры в комнате и снижают количество проходимого через радиатор теплоносителя. Далее уже центральный котёл с автоматикой «чувствуя» лишнее тепло начинает регулировать интенсивность горения топлива.

Практика показывает, что одна лишь установка термостатов на радиаторы приводит к экономии порядка 3%, что с учётом стоимости терморегулятора окупается очень быстро, а точнее за 1-2 отопительных сезона.

Тепловой экран для снижения затрат на отопление5. Установка тепловых экранов за настенными радиаторами и занавес окон

Эти простые и довольно дешевые мероприятия позволят снизить потери тепла для помещений, которые отапливаются настенными водяными радиаторами. Как известно, оптимальное расположение теплового прибора является в центре комнаты, но такое расположение не совсем удобно в практическом плане, за исключением разве что тёплых полов или подвесных инфракрасных обогревателей. Когда же радиатор установлен возле стены, то он начинает прогревать стену без термозащиты до сравнительно высоких температур. Часть тепла уйдёт через эту стену на улицу, так и не попав в помещение.

Учитывая высокую разность температур, для снижения этих теплопотерь эффективна установка за батареей отопления тепловых экранов из нержавеющей стали, алюминиевой фольги или фольгированных материалов (изолон).

Многие, стараясь закрыть радиатор отопления с глаз долой, прячут его в ниши или вообще закрывают декоративными изделиями. Выглядит это презентабельнее, спору нет, но, увы, снижает теплоотдачу. Особенно большие потери в случае централизованного отопления, тогда часть тепла предназначенного Вам, уходит к соседям. Чем жертвовать – красотой или теплом, решать каждому самому. Но выгоднее всего установить максимально открытый и красивый радиатор.

 Варианты установки радиаторов отопленияУстановка радиаторов отопление

Снижение затрат на отопление дома можно получить, если не завешивать подоконный радиатор отопления длинными шторами (около 1%). Опять же, это обнажает уже поднадоевший радиатор отопления, но, так же как и в случае с тепловым экраном, не даёт части тепла уйти через окно на улицу, так и не попавши в комнату. Что касается окна, то его можно не менее эстетично прикрывать с помощью жалюзи, рольштор или римских штор.

Экономия теплозатрат при применении различных энергосберегающих технических решений и мероприятий

Системы энергопотребления зданий Снижение теплозатрат, %, не менее 
Использование пассивных систем солнечного отопления 10-25

Минимизация периметра фасадов, оптимальная планировка и компоновка помещений

3-10
Защита от ветра с учётом розы ветров и снижения инфильтрации 5
Замена старых окон энергоэффективными конструкциями 5
Установка термостатов на радиаторах 3
Использование остекления балконов и лоджий 3

Дополнительное утепление наружных стен в подоконных нишах радиаторов с установкой теплоотражающих экранов

1
Применение открытых радиаторов и оптимального зашторивания окон 1

Игорь Соларов, специально для iBud.ua

Дата публикации: 11 декабря 2013

Похожие статьи

Все статьи

Комментарии

  • А
    Алексей 13 ноября 2013

    Солнечное отопление это конечно миф, но производительность современных солнечных коллекторов дает возможность эффективно эксплуатировать гелиосистемы даже зимой при резко-отрицательных температурах.

    Пожаловаться на спам
    • I
      Igor Solarov 13 декабря 2013

      Тут нужно уточнить. Полностью солнечное отопление очень дорого сделать для климатических условий в Украине, но с помощью пассивного солнечного отопления можно эффективно снижать значительную часть потребности в энергии на отопление.

      Пожаловаться на спам