Контакты

тел./факс
(057) 771-06-73
(057) 751-64-68
(050) 220-32-44
(096) 322-41-22

Адрес: ул. Кузнечная, 17
г. Харьков, 61003

E-mail: energointel@list.ru
Директор: Шаповалов Владимир Николаевич

Энергопотери дома


За малым исключением, энергопотери дома носят тепловой характер, поскольку почти вся выделяющаяся в доме энергия, будь то механическая, электрическая, лучистая, переходит, прежде чем покинуть дом, в тепловую форму. Тепловая энергия теряется домом по трем основным каналам: через  непрозрачные  ограждающие  конструкции  (стены, пол, потолок); через светопрозрачные ограждения (окна, фонари); за счет вентиляции

.
Потери по этим каналам в обычных (неэнергоэффективных) домах примерно одного порядка, т.е. на каждый приходится ориентировочно одна треть. Если перекрыть какой-либо один из этих каналов, потери по другим возрастут и частично обесценят затраченные усилия. Поэтому уменьшать тепловые потери целесообразно параллельно по всем трем направлениям.
ОКНА
Стекло известно людям уже около 55 веков. Самые древние образцы обнаружены в Египте. В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к 2000 году до нашей эры. Раскопки свидетельствуют, что на Руси знали секреты производства стекла более тысячи лет назад. А первое упоминание о русском стекольном заводе (он был построен под Москвой возле деревни Духанино) относится к 1634 году. Несмотря на столь древнюю историю, массовый характер производство стекла приобрело лишь в конце XIX столетия бла-одаря изобретению печи Сименса — Мартина и заводскому производству соды. А уж листовое стекло — вещь и вовсе современная. Технология его изготовления была разработана в XX веке.
Окна — «глаза дома», в жилище они служат для естественного освещения, для визуального контакта с окружающим пространством и поддержания зрительного аппарата человека в нормальном состоянии, позволяя взгляду время от времени фокусироваться на удаленных предметах. Отечественные строительные нормы для жилых зданий требуют, чтобы площадь окон не была меньше 1/6—1/8 площади пола помещения. Больше можно, но придется расплачиваться повышенными телопотерями. Московские строительные нормы не рекомендуют увеличивать площадь остекления фасадов свыше 18 и 25%.
Инженеры теплотехники издавна называли окна «тепловыми дырами» во внешней оболочке дома. Коэффициент сопротивления теплопередаче старых окон с двойным остеклением равнялся 0,2—0,4 м2.оК/Вт. Новые окна со стеклопакетами, выпускающиеся массово, имеют этот показатель на уровне 0,5—0,7 м2.°К/Вт, что почти в два раза лучше. Однако и такой удвоенный показатель не удовлетворяет современным требованиям теплозащиты зданий. Сопротивление теплопередаче стен в центральной России по нормам должно быть не менее 3,2 м2.°К/Вт, в европейских же странах требования намного выше, этот показатель составляет в среднем 5 и стремятся к 10 м2.°К/Вт. На этом фоне окна, несмотря на улучшенные показатели теплоэффективности, остаются «тепловыми дырами».
По текущим ценам (на конец 2001 г.), при централизованном теплоснабжении в условиях Москвы и Подмосковья, за отопительный сезон через 1 м2 окна теряется тепла приблизительно на один доллар в жилом секторе и на два доллара для административных зданий (из-за более высоких цен для последних).
Окна, особенно выходящие на юг, являясь «тепловыми дырами», не только способствуют переохлаждению помещений зимой, но и перегреву летом, что представляет собой серьезную проблему в южных странах. И в северных странах при большой площади остекления, характерной для теплиц и зимних садов, летний перегрев также может потребовать непростых конструктивных решений для его устранения. Неподвижный воздух является прекрасным теплоизолятором. Собственно   большинство   теплоизоляционных   материалов  используют это его свойство, выполняя функцию разбиения воздуха на мелкие объемы и обездвижения воздуха в них. Однако воздушные прослойки являются плохими теплоизоляторами, потому что, во первых, воздух в них легко вовлекается в конвективную циркуляцию и, во вторых, они не являются препятствием для лучистого переноса тепла. Поэтому создание окон с большим сопротивлением теплопередаче — непростая задача.

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН
Любое тело, температура которого больше абсолютного нуля (-273°С) излучает электромагнитные волны. Электромагнитное излучение в зависимости от длины волны (или, что то же самое, частоты) проявляет себя по-разному: в порядке увеличения частоты то как радиоволны, то как тепловое излучение, инфракрасное, видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи. Набор длин волн, излучаемых материальным телом, сильно зависит от его температуры. Грубо говоря, горячие тела излучают больше коротких волн (высокочастотных), холодные — длинных (низкочастотных). Поэтому, например, металл можно довести сначала до красного, потом до белого каления: при комнатной температуре тела излучают в основном в невидимой дальней инфракрасной области, после нагрева максимум излучения сдвигается в сторону более коротких волн — видимого света, и излучение начинает фиксироваться зрением.
Посредством испускания и поглощения излучения тела обмениваются тепловой энергией. Большинство людей, в том числе и так называемые специалисты, недооценивают (недостаток школьных учебников физики) лучистый теплообмен, несмотря на то, что он играет важную роль в обыденной жизни. Так, например, установлено, что больше половины теплообмена человека происходит через механизм излучения, а не контактной передачи тепла через воздух. Не зная этого, трудно, например, понять, почему является плохим воздушное отопление и хорошим — лучистое. Этим же объясняется наличие холодных зон вблизи окна зимой.
В отношении окон это проявляется следующим образом. Излучение Солнца коротковолновое — максимум его лежит в видимом диапазоне. В этом диапазоне оконное стекло прозрачно — пропускает 80—90% энергии излучения. Солнечная энергия почти без помех проникает через окно (если оно чистое) в помещение и поглощается находящимися в нем предметами интерьера, стенами и т.д. Они тоже излучают, но в невидимом инфракрасном, более длинноволновом диапазоне. А излучение этого диапазона стекло пропускает плохо, больше отражает и поглощает, поэтому тепловая энергия оказывается в ловушке, ей трудно вырваться наружу. Температура помещения за счет этого повышается, зимой это полезно, летом — наоборот. Это называется парниковым эффектом. Он действует и в парниках и в атмосфере, где роль стекла выполняют пары воды и некоторые газы, благодаря чему Земля в среднем на 20 градусов теплее, чем была бы без него.
С помощью специальных покрытий или пленок, наносимых на стекло, можно его сделатъ еще более непрозрачным (сохраняя прозрачность для видимого света) для излучения тел при комнатной тeмпeрaтype. Тогда накопление тепла за стеклом увеличится. Это и есть то, что называют спектрально-селективными покрытиями оконных стекол. По этому же принципу создания ловушки для энергии коротковолнового излучения работают и тепловые солнечные коллекторы.
Простая, на первый взгляд, идея увеличить теплосопротиление окна введением третьего стекла на самом деле сомнительна, поскольку напоминает тришкин кафтан. Установка третьего стекла приводит к уменьшению общей прозрачности окна (коэффициент светопропускания каждого стекла приблизительно 0.85) и для компенсации снижения светопропускания площадь окна по логике вещей должна быть увеличена, что сведет на нет выигрыш по теплозащите от третьего стекла.
Известно множество технических решений по дальнейшему повышению теплосберегающих свойств окон. Это и различные спектрально-отражающие пленки и напыления, заполнения стек-лопакетов инертными газами с меньшей, чем у воздуха, теплопроводностью, типа аргона или криптона, вставка внутрь стекло-пакета прозрачных пленок или геля, снижение давления воздуха или газа в стеклопакете. Последние нередко в рекламе именовали вакуумными, что неверно, ибо сила атмосферного давления на площадь в 1 м2 составляет 10 тонн и стеклопакет с вакуумом был бы немедленно раздавлен.
Однако, несколько лет назад вакуумные стеклопакеты все-таки появились. Они состоят из двух плоских стекол (они могут иметь селективное покрытие). Промежуток между двумя стеклами толщиной порядка 0,2 мм заполняется рядами едва заметных для глаза точечных керамических перемычек, которые воспринимают нагрузку от атмосферного давления и не дают ему смять стекла. По периметру стеклопакеты запаиваются (в отличие от обычных стеклопакетов, которые склеиваются), благодаря чему в них надолго сохраняется глубокий вакуум. Такой вакуумный стеклопакет имеет малую толщину и может использоваться в обычных стеклопакетах вместо одного из стекол. С использованием этих стекол получают, при незначительном удорожании, окна с сопротивлением теплопередаче 1,4—2,0 м2 °К/Вт. Срок их службы оценивается в 50 лет. Дальнейшего теплосбережёния можно достичь применением тех или иных временных теплозащитных устройств. Действительно, ведь окна значительную часть времени «бездействуют», в частности ночью или в отсутствие жильцов. В это время они могут быть закрыты тем или иным способом теплоизоляторами, в том числе без участия хозяев — автоматически. Автоматика же может следить за тем, чтобы помещения при этом получали необходимую дозу инсоляции, чтобы не нарушались санитарные требования. В южных районах дополнительным преимуществом будет снижение перегрева помещений в жаркую погоду. В качестве временной теплоизоляции могут быть использованы различные термоставни или устройства временного заполнения межстекольного пространства гранулированным теплоизолятором или другие.
С учетом использования термоставен может быть получен эквивалентный коэффициент сопротивления теплопередаче окон 3-4 M2 . ОK/BT, что достаточно для строительства домов нулевого теплопотребления даже в холодном климате. Следует дополнительно учитывать и то, что теплосберегающие окна одновременно обладают и повышенными шумои-золирующими свойствами.
Термозащитные оконные устройства, при их широком распространении, смогут решить еще одну актуальную проблему — создание энергоэффективных зимних садов и пристроенных теплиц. С одной стороны, зимние сады в холодном климате имеют повышенную ценность как компенсация суровой зимы. С другой — из-за низкой теплозащитной способности современных светопрозрачных конструкций (в том числе и сотового поликарбоната) они приводят к большим потерям тепла. Регулируемые термозатворы для светопрозрачных конструкций способны разрешить это противоречие.
Современные окна имеют два-три контура воздушного уплотнения, которые делают их почти герметичными. В то же время раньше здания проектировались в расчете на проникновение наружного воздуха через щели в наружных дверях и, главным образом, в окнах. «Щелястость» старых окон была тщательно измерена, и на ней основывались расчеты необходимых объемов вентиляции жилых помещений. Появление современных герметичных окон нарушило нормальную вентиляцию в зданиях.
Повышенная герметичность в квартирах, не оборудованных системой приточной вентиляции, недопустимо снижает воздухообмен. Такая ситуация может возникнуть после установки пластиковых окон вместо старых, деревянных. Застой воздуха в помещении может вызвать повышение его влажности и выпадение конденсата на окнах. Для предотвращения этого выпускаются специальные автоматические проветривающие клапаны, устанавливаемые в оконных переплетах или в стенах. Специальные исследования показали, что хорошим интегральным индикатором качества внутреннего воздуха в жилых помещениях в холодное время года является его влажность.
Ее высокий уровень означает, что воздух в квартире загрязнен, и пора его проветривать. Это позволяет легко автоматизировать работу проветривающих клапанов без использования электроники. Клапаны открываются при превышении влажностью некоторого заданного регулятором предела, движимые нитями, которые изменяют свою длину в зависимости от влажности. Преимуществом специальных клапанов для проветривания перед открытой форточкой является то, что они не пропускают в помещение шум, пыль, насекомых. Другим решением проблемы может быть устройство приточной вентиляции.


САМООЧИЩАЮЩЕЕСЯ СТЕКЛО

Как известно, световой поток через загрязненные стекла сильно уменьшается, потери могут достигать 50%. Это снижает естественную освещенность в помещениях, производительность солнечных коллекторов приводит к необходимости либо часто мыть стекла, либо перерасходовать электроэнергию. Недавно появились сообщения о появлении в продаже самоочищающихся стекол.
Ключевой элемент новой технологии, по заявлению официального представителя компании-производителя,— это сверхтонкий (всего 40 нм) слой специального покрытия, которое наносится на стекло в процессе его производства. Покрытие содержит диоксид титана, благодаря его каталитическим свойствам под действием ультрафиолетового излучения происходит расщепление органических веществ, попадающих на стекло.
Второй секрет нового стекла в том, что оно смачивается водой. Это означает, что дождь, попадающий на него, не разбивается на отдельные капли и потоки. Вместо этого дождевая вода стекает сплошным потоком, смывая с него накопившуюся грязь. А в тех районах, где дожди нечасты, грязь легко смыть обычной водой из шланга. Новинка продается по цене, на 20% превышающей стоимость обычного стекла. Однако затраты наверняка окупятся — на покрытие дается пожизненная гарантия.
Такое стекло выгодно применять не только для окон и зимних садов, но и для солнечных коллекторов. Чистые стекла, пропуская максимум света в помещения, снижают затраты на искусственное освещение.
СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ОКНА
Материалами  для  изготовления   современных  окон  служат стеклопластик, ПВХ, дерево, алюминий, сталь. Под наименованием ПВХ скрываются разные материалы, поскольку свойства пластика заметно зависят от добавок, которые каждой фирмой используются свои и состав которых держится в секрете. Производители деревянных и металлических рам в последнее время добились успехов, и их окна не уступают или лишь немного уступают по теплозащите пластиковым окнам.
Из Германии с конца 60-х годов прошлого века окна из ПВХ начали свое шествие по планете. Одной из главных причин их появления послужила необходимость сберечь остатки лесов в промышленно развитой и экологически неблагополучной Европе того времени. Сейчас ситуация с экологией в центре Европы резко улучшилась благодаря не только стараниям «зеленых» по сохранению природы, но и во многом благодаря отказу от вырубки лесов для использования их в строительстве. Везде, где деревянные изделия можно было без ущерба для потребительских свойств заменить пластмассой, эта было сделано. Объем производства окон из ПВХ в Германии вырос за последние 20 лет с 10% до 55% их общего количества. Это в значительной мере следствие недостатка древесины.
ПВХ стеклопакеты, то есть пластиковые окна, уже стали непременным атрибутом престижа. Однако если взглянуть на Запад, откуда к нам эта мода и пришла, мы увидим совсем другое. Мировой наукой доказано, что производство поливинилхлоридов (ПВХ) наиболее опасно тем, что диоксины при этом выделяются на каждой из четырех стадий изготовления, причем по нарастающей. В зарубежных странах требования к химическим производствам все более ужесточаются, вводятся запреты на те же ПВХ.
Австрия с 1992 года запретила использование всех хлорсо-держащих компонентов в товарах бытового назначения — красках, клеях, пропитках. Более того, в стране прекращено использование медицинского оборудования из ПВХ, оконных рам, других строительных конструкций. Страны Скандинавии плюс ко всему отказались от отбеливания хлором бумаги, а также использования упаковочных материалов и бутылок из ПВХ. При горении материалы из ПВХ, в том числе рамы, выделяют массу токсичных веществ. По некоторым сведениям, в Германии с 1 января 1997 г. изготовление оконных рам из поливинилхлорида полностью запрещено по причинам экологического порядка. Теперь все эти технологии идут к нам, у нас же они представляются как прогрессивные.
Конечно, сразу возникает вопрос: а есть ли альтернатива? Нас пытаются убедить в том, что рамы из «обычного» дерева никак не смогут быть столь же звуко- и пыленепроницаемыми, как пластиковые. Однако та же самая Европа уже давно вернулась к деревянным рамам; весь вопрос в том, как их делать, по какой технологии. И если разочарованный потребитель на этом месте скажет, что европейские технологии нам сейчас не по карману, то снова будет не прав.
Скандинавские страны — Финляндия и Швеция — производят до 98% окон из дерева. Окна эти очень высокого качества и по конструкции вполне пригодны для российского климата. Однако есть одна деталь — дерево, из которого они изготавливаются, поставляется в основном из России. Свой лес скандинавы берегут, а чужой — наш — скупают как сырье.
Многое зависит от оборудования и инициативы производителя. Наиболее «продвинутые» деревообрабатывающие комбинаты уже производят такие деревянные стеклопакеты, которые ни в чем не уступают разрекламированным ПВХ-шным окнам, причем цены выгодно отличаются от последних. Один из таких деревообрабатывающих комбинатов расположен в Новгородской области. Рамы делают их клееного бруса, с тройным остеклением, на какие угодно окна. И выполняют не только частные заказы, но уже и обеспечивают своими стеклопакетами строящиеся жилые дома массовой застройки. При этом те испытания, которым подвергают материалы, идущие на производство стеклопакетов (заморозка, нагревание, вымачивание), вряд ли пройдут ПВХ-рамы.
Возвращение к деревянным рамам, только на более высокотехнологичном уровне, выгодно со всех сторон. Во-первых, при производстве этих изделий фактически не образуется побочных токсичных для биосферы веществ. Да и отслужив свой срок, такие рамы не превратятся в токсичные отходы в отличие от ПВХ. Во-вторых, развитие деревообработки означает уменьшение экспорта круглого леса, а значит, более разумное использование лесных ресурсов страны. В-третьих, это дополнительные рабочие места.
Современные качественные окна требуют квалифицированной работы при установке их в стенной проем, в противном случае качество оконного проема может оказаться невысоким, даже при хорошем окне. Окна — одно из тех мест в тепловой оболочке дома, в которых неизбежны мостики холода. Потому для минимизации их влияния оконную коробку желательно выполнять из материалов с минимально возможной теплопроводностью. Хорошим решением будет дерево.
Говоря об окнах, нельзя обойти стороной подоконники. Подоконная доска (в просторечии подоконник) — немаловажная деталь жилья в целом и оконной системы в частности. Этот элемент интерьера подчеркивает границу между уютом комнаты и хаосом внешнего мира. А всякая граница требует грамотного оформления внимательного содержания. Недаром к этой вроде бы скромной детали всегда так внимательны архитекторы и дизайнеры. Современный отечественный рынок предоставляет покупателю широкий выбор подоконников из самых разных материалов, но самым удачным выбором будет по-прежнему дерево.

ДВЕРИ
Двери, так же как и окна, являются слабым местом в тепловом контуре здания. Придать достаточную теплоизолирующую способность дверям сложно, поскольку они не должны быть слишком толстыми. Выход в том, чтобы использовать не одни двери, а как минимум двое дверей. Это то, что называется тамбуром. Иногда в системах безопасности делают блокировку, которая не позволяет открывать двери одновременно. Такое же решение может применяться и для снижения теплопотерь через входы в здания, в первую очередь общественные. Еще одно теплоэффективное решение — вращающиеся двери. Это более экономное решение, чем тепловая завеса.
Зимой из-за перепада температур в зданиях с естественной вентиляцией, особенно многоэтажных, создается сильная тяга. Через щели во входных дверях, и тем более через открытые двери, в помещения врывается много холодного воздуха. Такое же количество теплого улетучивается, унося энергию, через вентиляционные отверстия. Скорость врывающегося воздуха в дверях достигает нескольких метров в секунду, хоть ставь в этом месте ветродвигатель. Расчеты и замеры, произведенные для административных зданий в Москве, показали, что за отопительный сезон через двери, не снабженные закрывающими устройствами, теряется тепла на десятки и сотни долларов в текущих ценах. В таких случаях их ремонт и установка доводчиков окупятся в течение первого отопительного сезона, при условии, конечно, оплаты тепла по счетчику.
Таким образом, теплопотери через входные двери могут быть значительно сокращены улучшением их конструкций и устройством тамбуров в качестве дополнительных тепловых буферов. Кстати, по мнению психологов и эзотериков, тамбуры в домах нужны не только по соображениям экономии, но и как пограничная зона, предохраняющая дом от не всегда благоприятных влияний внешнего мира.
Третий крупный канал теплопотерь дома — уходящий с вентиляцией нагретый воздух. Для решения этой задачи сейчас имеются десятки различных технических решений: от улучшения качества внутреннего воздуха без обмена с наружной средой до использования тепловых насосов. Одним из наиболее простых и эффективных решений является использование специально разработанных для этих целей теплообменников или, как их чаще называют, рекуператоров.

 
MyCounter - счётчик и статистика .