Вы находитесь:

Строительный ликбез: Отопление и вентиляция

Отопление дома – вопрос очень важный и непростой. Наши деды жили при русской печке, а у нас сейчас есть куча новых возможностей…

Сначала немного теории и бредовых размышлений,
потом - первый опыт по системе отопления на моей немецкой стройке

Типичная система отопления, на первый взгляд, выглядит достаточно просто:

устанавливается котёл, в котором нагревается вода, которая разводится по трубам к радиаторам отопления. А они уже нагревают воздух в помещениях дома. Иногда эта система сделана так, чтобы вода ходила самотеком (горячая поднимается вверх по трубам, остывшая – опускается вниз). В современных загородных домах обычно ставят циркуляционные насосы. В этом случае дом прогревается гораздо быстрее и нагревом гораздо удобнее управлять.

Котел может работать на магистральном газе, жидком топливе и даже твердом – дровах или угле. Выбор топлива - отдельная серьезная задача.

Это вполне рабочая схема, и можно «не заморачиваться», особенно, если у вас есть магистральный газ.

Если на какое-то ощутимое время подача газа прекратится (давление уменьшится), то система отопления может замерзнуть, и трубы имеют шанс полопаться. Поэтому иногда заполняют систему отопления антифризом, и его надо раз в несколько лет его менять.

Если газа нет, то вопросов возникает гораздо больше. Любое другое топливо надо запасать и потом к котлу подавать, а с учетом его веса и объема, это ощутимая канитель.
После газа наиболее очевидные энергоносители - жидкое топливо (мазут, солярка), твердое топливо (уголь, дрова, пеллеты) и электричество.

Мало того, что отопление этими "альтернативными" энергоносителями стоит в разы дороже, их надо где-то хранить, регулярно подавать в котел, да и надзора такие котлы требуют больше. А пара машин угля для отопления дома зимой - это очень скромные потребности. У угля, например, надо еще и золу куда-то девать - в качестве удобрения для грядок она не годится.

Хочется максимально уменьшить количество суеты на эту тему. Потому - еще раз про теплосбережение. Просто потому, что сначала хочется уменьшить потребность в тепле, чтобы уменьшить мощность системы отопления и потребное количество топлива.

Куда уходит тепло и как с этим бороться?

Основные источники теплопотерь известны и вполне очевидны и изображены на картинке, найденной мной на сайте Кировского завода (http://www.kzavod.ru/kotel/calc.php):

Понятно, что удельные веса теплопотерь в жизни будут отличаться от того, что здесь нарисовано, но для начальных размышлений картинка годится.

Очевидно, что тепло уходит из дома:

- через стены, в зависимости от их теплопроводности (чем больше теплопроводность, тем хуже сопротивление теплопередаче, и тем больше тепла через них уйдет).

При заданном сопротивлении теплопередаче стен теплопотери через стены прямо пропорциональны их площади. Поэтому, чем больше выступов стен, тем больше их площадь, и тем больше тепла мы через них теряем. В этом отношении самая рациональная форма дома прямоугольная в плане, и чем ближе к квадрату - тем лучше (кубы и сферы не рассматриваем).

Еще один существенный факт из школьной физики: теплопотери через ограждающие конструкции дома прямо пропорциональны разности температур изнутри и снаружи дома. Если принять за единицу эти теплопотери при условии, что снаружи - 0 градусов, а внутри +20, то при изменении наружной температуры до минус 20 эти теплопотери будут ровно в два раза выше, а при изменении наружной температуры до +20 станут равными нулю.

- через перекрытия пола и крышу (их тоже утеплять надо) – этот факт «стоял за кадром» во всех размышлениях об утеплении дома, хоть и не назывался.

- через окна и двери – их сопротивление теплопередаче в разы ниже, чем у стен, о чем говорилось в статье «окна».

- через систему вентиляции с тёплым воздухом.

Из этой картинки наглядно видно, что основной источник теплопотерь – система вентиляции. При её помощи очень много тепла буквально «улетает в трубу». И чем лучше утеплён дом, тем выше доля теплопотерь через вентиляцию. С другой стороны, обойтись без вентиляции совсем - нельзя.

По нашим СНИПам, утверждённым ещё в старые советские времена, воздухообмен в жилых помещениях должен составлять 3 кубометра на каждый квадратный метр. Если принять высоту помещения – 3 метра, это означает, что весь воздух в помещении должен заменяться свежим за час! С отработанным воздухом вылетит на улицу и энергия, потраченная на его нагрев. А если на улице -20, то этот входящий воздух надо подогреть. И через час – выгнать на улицу. По моему, это бред.

Я могу понять такие требования к воздухообмену в 15-метровой комнате, где живет три человека (там даже побольше надо), но зачем обновлять весь воздух в доме площадью 200м2 и объёмом около 600 кубометров раз в час, если в нем штатно находится 3-4 человека, а в среднем - меньше? Какой замечательный простор для продавцов отопительного оборудования! Чтобы нагреть 600 кубометров воздуха на 40 градусов, надо 27 киловатт, а с учётом того, что это воздухообмен в час – то 27кВт/час. И это без учёта остальных теплопотерь! И все честно, по СНИПу!

На самом деле все «немного» иначе.

Если посмотреть на расчеты Андрея Курышева на сайте izba.su, то будет видно, что взрослому человеку в час надо примерно 10 кубометров воздуха. (Частота вдохов – 20 в минуту, объем выдоха – 8 литров - итого - 160 литров в минуту или 9600 литров в час – это чуть меньше 10 кубометров). Это при полной замене выдыхаемого воздуха. Можно сделать двукратный запас в расчете на физическую активность – получим 20 кубометров в час на человека, и 80 – на четверых. Есть еще вытяжка на кухне (250- 500 кубометров в час, но она работает непостоянно, а пару часов в день) , вентиляция в ванной и туалетах. На это можно положить еще 100 кубометров в час. В результате получим воздухообмен 180 кубометров в час - с очень большим запасом. Для нагрева такого объёма воздуха надо уже 8 киловатт. Но и эту цифру можно ощутимо уменьшить.

Мне лично симпатичен немецкий подход: у них принудительная вентиляция обязательна только в административных зданиях, а в индивидуальных, по их нормам, она вообще не нужна. Часть воздуха попадает в помещение путём просачивания через стены, окна и двери, а для остального существуют окна, которые можно просто открыть. Конечно, вытяжка на кухне и небольшие вытяжные вентиляторы в санузлах - дело обычное, а вот в комнатах ничего похожего у них просто нет. Они очень экономят тепло, и у них вполне нормально, чтобы человек утром встал, открыл окошко, быстро проветрил комнату, и закрыл. Стало душно - снова приоткрыл, и т.д.

Некоторый "автоматизм" в проветривании можно получить, используя приточные клапаны, управляемые влажностью внутреннего воздуха. Ведь человек при дыхании выделяет не только углекислый газ, но и воду, а её легко обнаружить...

Такие системы вентиляции есть, одна из наиболее популярных у нас - компания aereco. Но для того, чтобы воздух в комнату снаружи притекал, он с другой стороны должен куда-то уходить. В ту же самую вентиляцию. Так что это решение, по крайней мере, не такое красивое, как кажется на первый взгляд.

Следующая мысль – а надо ли греть в доме воздух, особенно, если его приходится регулярно обновлять?

В начале моих домостроительных изысканий я хотел делать воздушную систему отопления – для неё надо гораздо меньше деталей, у неё выше КПД, в ней нет воды, значит она не может замёрзнуть.

Эксплуатация такой системы может быть проще, чем водяной – нагрел воздух, подал его в помещения – и дело сделано. Воздух в доме можно нагреть очень быстро. Дома с таким отоплением есть не только в России, но и у финнов. И в них можно очень даже неплохо жить.

Однако необходимость нагревать воздух, а потом его безжалостно выпускать наружу огорчила. К этому добавились мысли про циркуляцию пыли и бактерий вместе с воздухом в такой системе отопления. Регулярная очистка воздуховодов – это не панацея от пыли и ощутимая суета.

Мне попались статьи (например, http://www.arwela.info/ruweb/tempru2.htm) про использование инфракрасного (теплового) излучения для отопления, и в них были очень забавные факты, вот один из них:

Люди, находящиеся в помещении с температурой воздуха +50, но со специально охлаждёнными до +10 градусов стенами – мёрзли, но зато при температуре воздуха +10 и накалённых стенах начинали потеть (опыт, проведённый Джоном Б. из Pierce Laboratory, USA,). Этот же факт подтверждает и использование газовых нагревателей в уличных кафе (я ощутил это на себе во Франции). Там вообще воздух нагреть невозможно, а сидеть было тепло и уютно.

Поэтому появилось желание – нагреть в доме пол и стены, а не воздух. И, по возможности, не связываться с водяным отоплением.

У нас традиционный способ отопления - водяной. Однако водяное отопление - штука непростая. В нем, кроме котла, много других деталей: трубы, клапаны, насосы, накопители воды и тепла. И все это надо эксплуатировать - в такой системе могут образовываться воздушные пробки, мешающие циркуляции, трубы могут течь, насосы и клапаны - выходить из строя. Есть форум специалистов на эту тему - почитать очень полезно.

Получается, что "в идеале" нужен «воздушный тёплый пол», а, возможно, и тёплые стены.

Конечно, обычные способы отопления, путём нагревания воздуха использовать можно, но как дополнительные, при сильных холодах. Или когда вы приехали зимой в промерзший дом, то сначала надо нагреть хотя бы воздух.

Для отопления очень удобно использовать электричество. Тем более, что в последнее время появились термопленки, которые можно положить и под ламинат. Но обычно электричества на отопление не хватает. Я тоже считал это роскошью, пока не познакомился со строителем из Германии, и не узнал, что у них для отопления 10 м2 дома часто достаточно 100-ваттной лампочки: дома очень тёплые, и нормы энергосбережения - существенно жестче наших. (дом, построенный по нашим нормам для Подмосковья по немецким нормам для тёплой Германии не годится). У них есть такой минимальный норматив: для отопления 1 квадратного метра площади дома не должно уходить более 3-х литров печного топлива в год! А есть дома с энергопотреблением и 2 и даже 1 литр!

Если применить немецкие нормы к нашему климату, то, например, в каркасной стене должно быть не менее 25 см пенопласта. А в наших условиях найти 2-3 киловатта электричества для отопления такого тёплого дома гораздо проще, чем 15-20-30!

"Воздушный тёплый пол" - это, конечно, экстремистское желание, особенно - чтобы сделать его в деревянном доме и без лишних заморочек. Нет сейчас такого решения на рынке!

Но если строить действительно тёплый дом (хотя бы по минимальным немецким нормам), и научиться электроэнергию накапливать, отапливать дом надо электричеством! И греть не воздух, а пол. Тогда и температура воздуха в помещении может быть ощутимо ниже, а жить в нем будет комфортно. И теплопотери еще уменьшатся..

А если научиться ещё и "добывать" электроэнергию - хотя бы немного - ватт 500-700 в среднем в час - то "Чубайс" практически не нужен - такой дом можно поставить практически в "чистом поле" ! В наших условиях это пока фантастика. Но это только "пока". Но решения по радикальному снижению зависимости от внешнего электроснабжения - уже есть.

Продолжение: Водяное отопление на примере моей первой немецкой стройки

Назад (Строительный ликбез)

Цитировать Имя Kostya., 05.04.2010 18:28:15
Наилучшее решение проблемы отопления для двухэтажного дома- использование всех возможных источников тепла. 1. Тепловая помпа (тепловой насос), комбинированная, которая берёт энергию из окружающей среды (лучше всего-из грунта) И из того самого "отработавшего своё" воздуха вентиляции! То есть вся энергия из канала вытяжной вентиляции возвращается в дом с минимальными потерями. 2. Как не крути- гидравлическое отопление. Водяные тёплые полу, такая схема даст 20-30% повышения эффективности отопления по сравнению с радиаторным. И, кстати, капроновый шланг в полу не заржавеет и не сгниёт НИКОГДА! Антифриз у нас, в Швеции, меняют раз в 10 лет. 3. Котёл тепловой помпы завязать так-же на нагрев горячей воды в доме, и вы почувствуете разницу, принять горячую ванну перестанет быть роскошью 4. "Водяные" солнечные батареи на крыше обеспечат ваш дом практически бесплатным отоплением и горячей водой в течении 3-5 месяцев в году. В Геленджике- 10-11 месяцев. У меня в голове не укладывается ПОЧЕМУ люди предпочитают ходить пешком, когда существуют велосипеды??? 5. 4-8кв.м электрических солнечных батарей обеспечат дом электроэнергией достаточной для круглосуточной работы холодильника, морозилки и компутера. Которые в процессе работы выделяют тепло и нагревают дом. 6. Электроветрогенераторы бывают не только с 8-этажный дом. Небольшие генераторы весом 5-10кг с длиной лопасти 0,5-1,5 метра обеспечат (раз холодильник у нас уже работает) освещение в доме и на участке в тёмное время суток. Энэргосберегающие лампочки в доме тоже дом подогреют. Чуть чуть Минусы системы: 1. Дровяная печка-буржуйка несравненно проще в установке. Но не в эксплуатации. 2. Mercedes S600L, зараза, почему-то дороже козлика ГАЗ-69... 3. Наилучшее решение- проэктирование такой системы до начала строительства. Тогда эти дополнительные 10-15 тонн € растворятся в бюджете всей кампании. Чтоб вы знали- в Скандинавии при постройке новых зданий устанавливают ТОЛЬКО тепловые помпы! А вполне рабочие котлы для жидкого/твёрдого топлива выбрасывают на помойку. За ненадобностью.

Цитировать Имя Kostya., 05.04.2010 18:30:18
Вполне рабочие котлы- конечно не из новостроек, при ремонте старых домов