img010

При строительстве дома необходимо придерживаться строительных норм. Минимально допустимые величины сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций приведены в ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель.»

 
Конструкция Стена Крыша Пол Окна
Сопротивление теплопередачи, м²•°С/Вт 2,8 4,95 3,45 0,6
Приведенные выше значения сопротивления теплопередачи означают, что через один квадратный метр конструкции и разнице температур в один градус Цельсия уходит тепло, равное
Теплопроводность, Вт/м²•°С 0,357 0,202 0,289 1,67

Если умножить теплопроводность каждой конструкции на её площадь, то можно определить потери тепла через данную конструкцию.

Рассмотрим дом, площадью 100 м², периметр (10 х 10) м с высотой потолка – 2,5 метра. Обычно площадь окон в таких домах составляет одну шестую часть от площади дома. Температура воздуха в помещении – плюс 20°С, снаружи – 0 °С.

Конструкция Стена Крыша Пол Окна
Теплопроводность, Вт/м²•°С 0,357 0,202 0,289 1,67
Площадь, м² 83,3 100 100 1,67
Потери тепла, Вт/час 595 404 533 555
Потери тепла, % 28,5% 19,3% 25,5% 26,6%

В административных или высотных зданиях площадь окон по отношению к площади пола здания достигает уже 40%. Тогда потери тепла распределятся следующим образом.

Конструкция Стена Крыша Пол Окна
Потери тепла, Вт/час 428 404 533 1 333
Потери тепла, % 15,9% 15,0% 19,8% 49,4%

Если здание будет высотой в пять этажей, то потери тепла через крышу и потолок не изменятся, а потери через стены и окна увеличатся.

Таким образом, этажность здания и площадь остекления определяют процентное распределение потерь через конструкции здания. Если в одноэтажном частном доме, где площадь окон минимальна, потери тепла между конструкциями распределяются почти равномерно, то с повышением этажности здания и увеличении площади остекления потери через окна начинают преобладать над потерями через стены, крышу и пол.

В приведенных выше данных не учтены затраты энергии, связанные с вентиляцией помещения. Если, согласно санитарным нормам, один раз в час менять воздух в помещении, то необходимо учесть затраты энергии на нагрев свежего воздуха. Для пятиэтажного здания, с учетом затрат энергии на вентиляцию, распределение потерь энергии будет выглядеть следующим образом.

Конструкция Стена Крыша Пол Окна Вентиляция
Потери тепла, Вт/час 2 142 404 533 6 667 8 980
Потери тепла, % 11,4% 2,2% 2,8% 35,6% 48,0%

Из приведенных выше цифр можно сделать следующий вывод – основное внимание при сокращении потерь тепла в зимний период необходимо уделить окнам и вентиляции.

Для того, чтобы потери через окна не превышали потери через стены достаточно увеличить сопротивление теплопередаче окна с 0,6 м²•°С/Вт до 1,2 м²•°С/Вт. Это становится возможным при установке на стеклопакет низкоэмиссионных тонировочных пленок.

Какие затраты энергии необходимы для охлаждения здания в летний период?

Поток тепла, поступающий через стены, крышу и пол при разнице температуры внутри (25°С) и снаружи (32°С) определяются теплопроводностью соответствующей конструкции. Окно, в отличие от стен, пола и крыши, прозрачно для солнечного излучения, поэтому приход тепла через окно увеличится на величину этого излучения.

Численная величина проходящего через окно излучения определяется коэффициентом затенения. Например, для прозрачного стекла 4 мм стекла с G = 0,99, а доля поступающей в помещение солнечной энергии равна:

Р = 0,87 х 0,99 = 0,861

Расчет тепла (Р), поступающего в помещение за счет солнечного излучения, производится следующим образом: величину прямого потока солнечного излучения (для лета принимают равной 630 Вт/м²) умножают на коэффициент затенения G:

Р = (630 х 0,87х G), (Вт/м²)

С учетом излучения распределение, приходящего в помещение тепла будет выглядеть следующим образом.

Конструкция Стена Крыша Пол Окна Вентиляция
Приход тепла, Вт/час 750 141 187 82 721 3 143
Затраты на охлаждение, % 0,9% 0,2% 0,2% 95% 3,6%

Из последней таблицы следует, что основные затраты энергии для поддержания комфортной температуры в помещении, связаны приходом тепла через окна (95%).

Для одноэтажного дома с минимальной площадью окон распределение затрат на охлаждение выглядит иначе.

Конструкция Стена Крыша Пол Окна Вентиляция
Приход тепла, Вт/час 208 141 186 6 893 628
Затраты на охлаждение, % 2,6% 1,8% 2,3% 85,5% 7,8%

Расчет поступлений солнечного тепла в помещение сделаны из предположения, что все окна хорошо освещаются солнцем, а мощность солнечного излучения соответствует своему максимуму. Такие допущения позволяют рассчитать максимальную мощность системы кондиционирования.