Як зменшити витрат на опалювання будинку?

02.02.2015 1520 0
Як зменшити витрат на опалювання будинку?

Зазвичай, коли говорять про зменшення витрат на опалювання будинку, завжди відразу на думку спадає утеплення стін та перекриттів, що цілком зрозуміло, оскільки немає сенсу говорити про енергоефективність, доки захисні конструкції будинку, в буквальному розумінні – гріють повітря. Але окрім утеплення є безліч інших способів зменшити витрати на опалювання будинку та ефективно використовувати енергоресурси. Багато таких заходів не вимагає значних капіталовкладень на стадії проектування або дуже швидко окупається. Саме про такі способи зменшення витрат на опалювання будинку піде мова нижче.

1. Вибір оптимальної форми, компонування та розташування будинку 

Необхідно прагнути, щоб форма будівлі була як можна компактніша, з мінімальним відношенням площі зовнішніх огорож до житлової площі будинку. Найідеальнішою формою будинку буде сфера. Але оскільки будинки у вигляді сфери і навіть у вигляді круга не завжди зручні в будівництві, оптимальною формою можна вважати квадрат. Найгірше з точки зору зменшення витрат на опалювання будинку – витягнуті будівлі з порізаними фасадами або будівлі у вигляді високої вежі. 

Так, у разі форми одноповерхового будинку із стелею 3 метри у вигляді круга (малюнок 1а) при загальній площі 100м2 площа стін збільшиться ≈105м2. Якщо форма будинку квадрат, то при тій же площі площа стін збільшитися до 120м2. Ще гірший варіант форми будинку, пише iBud.ua, витягнутий прямокутник, наприклад, із співвідношенням сторін 1 до 4 і будинок у вигляді замкнутого прямокутника, площа захисних стін збільшилася до 150 і 186 м2, тобто практично на одну третину і дві третини в порівнянні з кругом. Це при обліку усіх тепловтрат будинку збільшує тепловтрати прямокутного будинку на 8–11%. 

Таблиця 1. Залежність тепловтрат одноповерхового будинку від його форми
Форма будинку Загальна площа захисних поверхонь Відносні 
тепловтрати %
Круг (S=105м )
305 97
Квадрат (S=105м )
320 100
Прямокутник (1 до 4)
350 108
Прямокутник (1 до 12)
386 111

  

Будинок круглої формиБудинок круглої форми

Що стосується кількості поверхів будинку, то двоповерхові будинки при однаковій площі мають значно меншу поверхню захисних стін, ніж одноповерхові. Таким чином, з точки зору енергоефективності, чим ближча форма нескладної в будові будівлі до форми куба, тим менші будуть втрати тепла, і тим більш понижені витрати на опалювання будинку. 

Так само можна понизити витрати на опалювання будинку, якщо компонувати допоміжні будівлі в один блок. Наприклад, якщо на ділянці розташовуватиметься гараж або технічна будова, краще постаратися вибрати таке архітектурне рішення, яке б дозволяло прилучити ці будови до житлових. Вони будуть додатковим захистом від втрат тепла. Найбільш оптимальним блокуванням буде примикання з північного боку, через який втрачається найбільша кількість тепла. 

Оптимальне розташування гаража для зниження витрат на опалювання будинкуОптимальне розташування гаража для зниження витрат на опалювання будинку

При плануванні будинку необхідно розташовувати кімнати з урахуванням рози вітрів. Оскільки для житлових кімнат постійного проживання підвищена температура повітря важливіша, то їх розумно розташувати ближче до південної сторони будинку. Технічні кімнати будинку, наприклад, коридорів, сходових отворів, комори, краще – з північного боку будинку. Так само вигідно розташувати кухню з північного боку, оскільки в ній є джерела підвищеного тепла при приготуванні їжі та холодильних установок. Взимку вони будуть «догрівати» кухню, а влітку північне розташування дозволить трохи заощадити на кондиціонуванні. 

Кожен житель багатоповерхових будинків, де встановлені звичайні негерметичні вікна, помічав, що при сильних вітрах на вулиці з щілин вікна дме особливо сильно. З цієї причини для будинків з природною припливно-витяжною вентиляцією, і так само для будинків із відносно повітропроникними конструкціями стін (каркасні будинки, зроблені з колод, із дрібних матеріалів) актуальний захист від вітру. Справа в тому, що сильний вітер, обдуваючи стіни будівлі, створює місцеві перепади тиску, які посилюють інфільтрацію повітря понад норму. Тому при захисті фасадів будинки, на які найчастіше дме сильний вітер в холодний період року, наприклад, за допомогою насаджень дерев або розташування їх за побудованими будівлями та спорудами, так само захист повітропроникних будівельних конструкцій від продування вітрозахисними мембранами, заощадить до 5% тепловтрат будинку. 

Конструкція енергоефективного вікна для будинкуКонструкція енергоефективного вікна для будинку

2. Установка енергоефективних вікон 

Через вікна втрачається значна частина тепла будинку. Природно, за рахунок застосування енергоефективнішого типу вікон можна відразу добитися значного зменшення витрат на опалювання, особливо при великому склінні (за виключенням скління на південній стороні). 

З точки зору енергоефективності на ринку вікна представлені залежно від матеріалу палітурки (профілю) – дерево, пластик або алюміній, кількості повітряних камер в склопакеті та наявності селективного покриття і його тип. Так само існують дуже ефективні вікна, де склопакет заповнений важким інертним газом. Але зважаючи на складність та дорожнечу на ринку в східній Європі, вони практично не випускаються. 

Значення термічного опору для різних конструкцій вікон представлені в таблиці 2. 

Таблиця 2. Опір теплопередачі різних конструкцій вікон
 
 
Тип вікна
Опір теплопередачі .пр , м ·°З/Вт
із звичайного скла
з селективним покриттям
твердим
м'яким

1. Одинарне скління в дерев'яних палітурках

0,18
-
-

2. Одинарне скління в алюмінієвих палітурках

0,15

3. Подвійне скління в алюмінієвих роздільних палітурках

0,34

4. Подвійне скління в алюмінієвих роздільних палітурках

0,31

5. Блоки скляні порожнисті без палітурки з шириною швів між ними 6 мм,

0,31

6. Блоки скляні порожнисті без палітурки

0,33

7. Подвійне скління в спарених палітурках

0,40
0,55

8. Подвійне скління в роздільних палітурках

0,44
0,57

9. Потрійне скління в окремо-спарених палітурках

0,55
0,60

10. Однокамерний склопакет в одинарній палітурці

0,38
0,51
0,56

11. Двокамерний склопакет в одинарній палітурці з міжскляною відстанню 12 мм

0,54
0,58
0,68

12. Скло і однокамерний склопакет в роздільних палітурках

0,56
0,65
0,72

13. Скло і двокамерний склопакет в роздільних палітурках

0,68
0,74
0,81

14. Два однокамерні склопакети в спарених палітурках

0,70

15. Два однокамерні склопакети в роздільних палітурках

0,74

16. Чотири скла в двох спарених палітурках

0,80

Примітка: в позиціях 7-17 палітурки дерев'яні або пластмасові.


З таблиці можна зробити висновок, що для скління економічно обгрунтованою є конструкція 11, вікно з дерев'яними або пластиковими профілями та двокамерним склопакетом (24 мм) і м'яким селективним покриттям (i – скло). 

Виникає питання, на скільки більше можна заощадити тепло, якщо встановити енергоефективну конструкцію вікна замість звичайних? Якщо в якості звичайної конструкції узяти поширений тип первинних вікон в багатоповерхових будинках радянської будови, тобто подвійне скління в дерев'яних роздільних палітурках (позиція 8), то простий розрахунок показує, що для середнього вікна площею 2.5 м2 за опалювальний сезон для клімату Києва через прості вікна втрачається приблизно 110 Вт теплової потужності або ~400 кВт*година за опалювальний сезон 5 місяців. У разі енергоефективнішої конструкції (позиція 11) отримаємо 75 Вт і 270 кВт*година відповідно. 

3. Використання пасивного сонячного опалювання та геліосистем 

Поки енергоносії дорожчають не по днях, а по годиннику, сонце гріє щодня і абсолютно безкоштовно. Було б дуже безрозсудно не використовувати це безкоштовне тепло. Ідея пасивного сонячного опалювання дуже принадна і полягає в тому, щоб уловити і зберегти сонячне тепло, не удаючись до дорогих та складних установок. Суть в тому, що сонячна радіація є короткохвильовим випромінюванням. Воно легко проникає через звичайне скло (коефіцієнт пропускання 0,85-0,95), нагріваючи конструкції та предмети всередині кімнати, і перетворюється на довгохвильове тепловою випромінювання. Таке випромінювання вже пропускається вікнами значно менше (коефіцієнт пропускання 0.1-0.15), тобто сонячне тепло потрапляє як би в «теплову пастку». 

У таблиці 3 можна побачити відносну кількість надходжень і втрат тепла через звичайні вікна, орієнтовані на південь для будівлі, розташованої на широті 48° (Дніпропетровськ–Донецьк–Волгоград–Хабаровськ). 

Таблиця 3. Відносні надходження і втрати тепла для різних співвідношень 
площ вікон та стіни, орієнтованих на південь, %
Місяць
Відношення площі вікон до площі стіни, %
15
20
25
30
35
40
Січень
– 155 – 137 – 120 – 103 – 86 – 69
Лютий
– 54 – 15 +25 +64 +103 +142
Березень
– 47 – 14 +20 +52 +86 +119
Квітень
– 20 0 +21 +41 +62 +82
Жовтень
+132 +332 +431 +531 +630 +730
Листопад
– 37 – 7 +23 +53 +83 +113
Грудень
– 184 – 185 – 186 – 186 – 187 +187
Всього (грудень–квітень
– 497 – 358 -217 -79 +61 +201


З таблиці можна помітити, що чим більший розмір вікон, орієнтованих на південь, тим більше поступає тепла в приміщення. Для скління 40% тільки в січні спостерігається негативний тепловий баланс. Але в цілому за опалювальний період тепла поступає значно більше, чим втрачається. Для конструкції вікон, пише iBud.ua, орієнтованих на захід, схід та особливо на північ чим більше повітряних камер в склопакеті, тим краще. Для вікон, орієнтованих на південь, навпаки – прийнятніше подвійне склінні, замість потрійного. Так само для більшого надходження сонячного тепла небажана наявність селективного покриття на склі. Ще на 5–10% збільшується ефективність використання сонячного тепла при нахилі вікон так, щоб поверхня була максимально перпендикулярна до падаючого світла. Цим зменшується віддзеркалення сонячного випромінювання поверхнею скла. 

Скління південної сторони будинкуСкління південної сторони будинку

Для усунення конденсації вологи на склі подвійного склопакета в люті морози (менше –15) можна використовувати щільні штори, які обмежують надходження вологого повітря до вікна і при цьому, нагріваючись від сонячного світла, передають частину тепла в кімнату. Для кращого засвоєння сонячного випромінювання освітлені поверхні, особливо покриття підлоги, оптимально вибирати темних тонів. 

На жаль, сонце гріє взимку не цілу добу. Пік нагріву будинку через вікна, обернені на південь в січні, доводиться з 9 до 15 годин дня. Вночі ж через великі вікна тепла втрачається більше, ніж у випадку меншого скління. Тому можна різко підвищити ефективність пасивного сонячного нагріву, якщо великі вікна на півдні закривати віконницями, що на ніч утеплюють, ролетами або щільними фіранками зсередини кімнати. А для оберігання влітку від зайвого перегрівання приміщення через південне скління ефективно використовувати навіси. Як показує практика, досить навісів метрової довжини, щоб повністю закрити навіть найбільше вікно в середині літа, коли сонце знаходиться високо в зеніті. 

Засклений балконЗасклений балкон

Використання пасивного сонячного світла дозволяє добре понизити витрати на опалювання будинку. У країнах з теплими зимами, таких як Греція, Італія пасивне сонячне опалювання при використанні масивних теплоакумулюючих конструкцій може навіть повністю замінити традиційне. У помірніших широтах з холодним кліматом таке опалювання, звичайно, не може бути самодостатнім, але залежно від широти, конструкції, розмірів вікон обернених на південь та міри утеплення будинку, може покрити до 10-25 % від необхідної кількості тепла для опалювання будинку зимою. 

Ще простішим варіантом використання тепла сонячного випромінювання є засклені фасади, зокрема добре відомі лоджії. Принцип той же, що і у разі пасивного опалювання. Сонячні промені потрапляючи в теплову пастку нагрівають поверхні і зменшують тепловтрати. Скління тільки однієї стіни, оберненої на південь кімнати в трикімнатній квартирі знижує загальні тепловтрати квартири приблизно на 3% і заразом підвищують довговічність фасаду. Звичайно, є і дуже великий мінус – скління фасаду коштує дорого, але в сукупності з використанням експлуатованих лоджій та балконів, скління балконів можна вважати економічно обгрунтованим. 

4. Установка термостатів на радіатори опалювання 

Скільки дорого б не коштував Ваш котел опалювання, і якої б потужної автоматики він би не мав, опалювальна система в цілому має значну інертність та слабо реагує на невеликі зміни в окремих кімнатах. Причому ця погрішність збільшується з розмірами опалювальної системи в цілому. 

Термостатичний вертель для радіатораТермостатичний вертель для радіатора

Наприклад, якщо у вікно на південній стороні пригріє сонце, то температура повітря в цій кімнаті почне підвищуватися. Той же ефект буде на кухні, коли почне працювати газова або електрична плитка для готування їжі. Очевидно, тільки покімнатне регулювання відпускання тепла може ефективно усунути невеликі перегрівання приміщень. З цією метою рекомендується встановлювати на радіатори термостати або у разі водяних радіаторів – термостатичні вентилі, які чуйно реагують на зміну температури в кімнаті та зменшують кількість прохідного через радіатор теплоносія. Далі вже центральний котел з автоматикою «відчуваючи» зайве тепло починає регулювати інтенсивність горіння палива. 
  
Практика показує, що одна лише установка термостатів на радіатори призводить до економії близько 3%, що з урахуванням вартості терморегулятора окупається дуже швидко, а точніше за 1-2 опалювальні сезони. 

Тепловий екран для зниження витрат на опалюванняТепловий екран для зниження витрат на опалювання

5. Установка теплових екранів за настінними радіаторами та завіса вікон 

Ці прості та досить дешеві заходи дозволять понизити втрати тепла для приміщень, які опалюються настінними водяними радіаторами. Як відомо, оптимальне розташування теплового приладу являється в центрі кімнати, але таке розташування не зовсім зручно в практичному плані, за винятком хіба що теплої підлоги або підвісних інфрачервоних обігрівачів. Коли ж радіатор встановлений біля стіни, то він починає прогрівати стіну без термозахисту до порівняно високих температур. Частина тепла піде через цю стіну на вулицю, так і не потрапивши в приміщення. 

Враховуючи високу різницю температур, для зменшення  цих тепловтрат ефективна установка за батареєю опалювання теплових екранів з нержавіючої сталі, алюмінієвої фольги або фольгірованних матеріалів (ізолон). 
  
Багато хто, прагнучи закрити радіатор опалювання з очей геть, ховає його в ніші або взагалі закриває декоративними виробами. Виглядає це презентабельніше, безперечно, але, на жаль, знижує тепловіддачу. Особливо великі втрати в разі централізованого опалювання, тоді частина тепла призначеного Вам, йде до сусідів. Чим жертвувати – красою або теплом, вирішувати кожному самостійно. Але найвигідніше встановити максимально відкритий та красивий радіатор. 

Варіанти установки радіаторів опалюванняВаріанти установки радіаторів опалювання Установка радіаторів опалюванняУстановка радіаторів опалювання


Зменшення витрат на опалювання будинку можна отримати, якщо не завішувати підвіконний радіатор опалювання довгими шторами (близько 1%). Знову ж таки, це оголяє радіатор опалювання, що вже набрид, але, так само як і у випадку з тепловим екраном, не дає частини тепла піти через вікно на вулицю, так і не потрапивши в кімнату. Що стосується вікна, то його можна не менш естетично прикривати з допомогою жалюзі, рольштор або римських штор. 

Економія теплозатрат при застосуванні різних 
енергозбережних технічних рішень та заходів
Системи енергоспоживання будівель Зниження теплозатрат, %, не менше  
Використання пасивних систем сонячного опалювання 10-25

Мінімізація периметра фасадів, оптимальне планування та компонування приміщень

3-10
Захист від вітру з урахуванням рози вітрів та зниження інфільтрації 5
Заміна старих вікон енергоефективними конструкціями 5
Установка термостатів на радіаторах 3
Використання скління балконів та лоджій 3

Додаткове утеплення зовнішніх стін в підвіконних нішах радіаторів з установкою тепловідбивних екранів

1
Застосування відкритих радіаторів та оптимального зашторювання вікон 1

Джерело "iBud.ua"