img010

При будівництві будинку необхідно дотримуватись будівельних норм. Мінімально допустимі величини опору теплопередачі огороджувальних конструкцій наведені в ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкції будинків та споруд. Теплова ізоляція будівель.»

 
Конструкція Стіна Дах Пол Вікна
Опір теплопередачі, м²•°С/Вт 2,8 4,95 3,45 0,6
Наведені вище значення опору теплопередачі означають, що через один квадратний метр конструкції та різниці температур в один градус Цельсія йде тепло, що дорівнює
Теплопровідність, Вт/м²•°С 0,357 0,202 0,289 1,67

Якщо помножити теплопровідність кожної конструкції на її площу, то можна визначити втрати тепла через цю конструкцію.

Розглянемо будинок, площею 100 м², периметр (10 х 10) м з висотою стелі – 2,5 метра. Зазвичай площа вікон у таких будинках становить одну шосту частину площі будинку. Температура повітря у приміщенні – плюс 20°С, зовні – 0°С.

Конструкція Стіна Дах Пол Вікна
Теплопровідність, Вт/м²•°С 0,357 0,202 0,289 1,67
Площа, м² 83,3 100 100 1,67
Втрати тепла, Вт/год 595 404 533 555
Втрати тепла, % 28,5% 19,3% 25,5% 26,6%

В адміністративних або висотних будинках площа вікон по відношенню до площі підлоги будівлі сягає вже 40%. Тоді втрати тепла розподіляться так.

Конструкція Стіна Дах Пол Вікна
Втрати тепла, Вт/год 428 404 533 1 333
Втрати тепла, % 15,9% 15,0% 19,8% 49,4%

Якщо будівля буде висотою в п'ять поверхів, то втрати тепла через дах і стелю не зміняться, а втрати через стіни та вікна збільшаться.

Таким чином, поверховість будівлі та площа скління визначають відсотковий розподіл втрат через конструкції будівлі. Якщо в одноповерховому приватному будинку, де площа вікон мінімальна, втрати тепла між конструкціями розподіляються майже рівномірно, то з підвищенням поверховості будівлі та збільшення площі скління втрати через вікна починають переважати над втратами через стіни, дах та підлогу.

У наведених вище даних не враховано витрати енергії, пов'язані з вентиляцією приміщення. Якщо, згідно з санітарними нормами, один раз на годину змінювати повітря в приміщенні, необхідно врахувати витрати енергії на нагрівання свіжого повітря. Для п'ятиповерхової будівлі, з урахуванням витрат енергії на вентиляцію, розподіл втрат енергії виглядатиме таким чином.

Конструкція Стіна Дах Пол Вікна Вентиляція
Втрати тепла, Вт/год 2 142 404 533 6 667 8 980
Втрати тепла, % 11,4% 2,2% 2,8% 35,6% 48,0%

З наведених вище цифр можна зробити наступний висновок – основну увагу при скороченні втрат тепла в зимовий період необхідно приділити вікнам та вентиляції.

Для того, щоб втрати через вікна не перевищували втрати через стіни, достатньо збільшити опір теплопередачі вікна з 0,6 м²•°С/Вт до 1,2 м²•°С/Вт. Це стає можливим при встановленні на склопакет низькоемісійних тонувальних плівок.

Які витрати енергії необхідні для охолодження будівлі у літній період?

Потік тепла, що надходить через стіни, дах і підлогу при різниці температури всередині (25 ° С) і зовні (32 ° С) визначаються теплопровідністю відповідної конструкції. Вікно, на відміну від стін, підлоги та даху, є прозорим для сонячного випромінювання, тому прихід тепла через вікно збільшиться на величину цього випромінювання.

Чисельна величина випромінювання, що проходить через вікно, визначається коефіцієнтом затінення. Наприклад, для прозорого скла 4 мм скла з G = 0,99, а частка сонячної енергії, що надходить у приміщення, дорівнює:

Р = 0,87 х 0,99 = 0,861

Розрахунок тепла (Р), що надходить у приміщення за рахунок сонячного випромінювання, провадиться наступним чином: величину прямого потоку сонячного випромінювання (для літа приймають рівною 630 Вт/м²) множать на коефіцієнт затінення G:

Р = (630 х 0,87х G), (Вт/м²)

З урахуванням випромінювання розподіл, що надходить у приміщення тепла, буде виглядати наступним чином.

Конструкція Стіна Дах Пол Вікна Вентиляція
Прихід тепла, Вт/год 750 141 187 82721 3143
Витрати на охолодження, % 0,9% 0,2% 0,2% 95% 3,6%

З останньої таблиці випливає, що основні витрати енергії для підтримки комфортної температури в приміщенні пов'язані з приходом тепла через вікна (95%).

Для одноповерхового будинку з мінімальною площею вікон розподіл витрат на охолодження виглядає інакше.

Конструкція Стіна Дах Пол Вікна Вентиляція
Прихід тепла, Вт/год 208 141 186 6893 628
Витрати на охолодження, % 2,6% 1,8% 2,3% 85,5% 7,8%

Розрахунок надходжень сонячного тепла у приміщення зроблено з припущення, що це вікна добре освітлюються сонцем, а потужність сонячного випромінювання відповідає своєму максимуму. Такі припущення дозволяють розрахувати максимальну потужність системи кондиціювання.