Энергия стоит дорого

Тепло всегда передается от тела более теплого к более холодному, и если зимой в доме, не имеющем центрального отопления, вы не будете регулярно топить печь, он остынет достаточно быстро. Можно сжигать в печи дрова или уголь, включить автономный котел, работающий на газе или мазуте, или устроить систему электрообогрева всех помещений , но в любом случае для поддержания нормальной температуры в доме вам необходимо тратить средства на оплату энергоносителя. И если ваш дом построен, мягко выражаясь, не в соответствии со строительными нормами, вы будете тратить денег тем больше, чем быстрее тепло будет уходить из дома. Какую же конструкцию стены и какой утеплитель использовать при возведении дома?
Из всех видов энергии, потребляемой при эксплуатации жилья, наибольшая часть любой из них уходит на поддержание комфортной температуры в помещении. А цены на энергоносители — электроэнергию, газ, мазут и др., — постоянно растут. Дом в целом можно представить как некую систему, в которой происходит непрерывный процесс передачи тепла (рис. 1).
 Оплаченный энергоноситель поступает в дом, где он преобразуется в тепло. Если система находится в равновесии (температура воздуха внутри дома постоянна), то для сокращения затрат на обогрев необходимо уменьшить потери тепла из дома.  Все процессы в системе происходят за счет обмена энергией при тепловом движении молекул и являются процессами теплопередачи. Теплопередача осуществляется тремя способами:
1) теплопроводностью — обменом энергией между хаотически движущимися молекулами тела;
2) конвекцией — перемещением массы жидкости или газа, приводящим к теплообмену;
3) излучением — посредством электромагнитных волн (например, инфракрасных).
В тепловых процессах внутри дома присутствуют все три вида. В теплогенераторе  за счет теплопроводности нагревается поверхность ТЭНа, далее конвекцией теплоносителя тепло подается к отопительному прибору.
В отопительном приборе тепло за счет теплопроводности переносится на наружную поверхность, где нагревает воздух комнаты: возникает конвекция воздуха, при которой в радиаторах значительная часть тепла передается излучением, а в конвекторах — лишь несколько процентов. За счет конвекции воздух нагревает стены. Сквозь толщу стены тепло переходит за счет теплопроводности на ее наружную сторону, а с нее — конвекцией — в атмосферу. Внутри двойной рамы окна тепло также передается конвекцией.
Для расчетов необходимо знать не просто количество теплоты (измеряемое в джоулях), которое теплогенератор отдает дому и далее дом теряет на "нагрев улицы", а количество теплоты в единицу времени ОД (Джоуль/секунду = Ватт), Поэтому мощность генераторов (А0ГВ, печь, котел с ТЭНами), как и потери тепла домом, измеряется в ваттах.
Теплотехнические свойства строительных материалов в основном определяются коэффициентом теплопроводности — очень важной характеристикой.
Он зависит от плотности материала, влажности воздуха, вида пор строительного материала, заполненных воздухом, от средней температуры, при которой происходит теплопередача и т.д. Чем больше этот коэффициент, тем интенсивнее передается тепло. Наиболее характерна его зависимость от плотности (кг/м3) — чем плотнее материал, тем лучше он передает тепло. Рыхлые, пористые материалы — хорошие теплоизоляторы. Увлажнение материала также повышает коэффициент теплопроводности, т.е. ухудшает теплоизолирующие свойства материалов.
Для помещений с нормальной влажностью воздуха (50-60%), расположенных в нормальной зоне влажности, например, Центрального и Черноземного районах России, значения коэффициента теплопроводности некоторых материалов представлены в таблице.
Основной показатель качества ограждающей конструкции (стены, перекрытия) — величина сопротивления материала теплопередаче R (от английского — геsistance по аналогии с сопротивлением в электротехнике), измеряется в м2 °С/Вт. Термосопротивление определяют по формуле:

R = δ/λ (1)

где δ— толщина слоя материала, (м);
λ — коэффициент теплопроводности материала, (Вт/м°С).
Чем больше значение R, тем лучше теплозащитные свойства материалов, тем дом теплее. Чтобы увеличить сопротивление, нужно или увеличить толщину ограждающей конструкции или применять материал с меньшим коэффициентом теплопроводности, что очевидно из формулы (1).
Термосопротивления некоторых однородных строительных материалов представлены на рис. 2 (а-г).
 
 
 
 
 
 
 
Из рисунка видно, что если взять лист пенополистирола толщиной всего 3 см, то примерно такое же сопротивление теплопередачи имеет кирпичная стена толщиной 510мм (в два кирпича) или стена из бруса толщиной 100 мм. Понятно, что по стоимости эти материалы сильно различаются.
Конструкция ограждения может состоять из нескольких слоев. Как и в электротехнике сопротивления последовательно расположенных слоев суммируются.
Сопротивления двух слоев стоек каркаса (балок) и утеплителя между ними (рис. 3, в) вычисляются по формуле:
R=(F1+Р2)/(F1/R1+F2/R2)        (2)
где R — общее термосопротивление стены, F1 — площадь слоя дерева, F2 —площадь слоя утеплителя, R1 —термосопротивление дерева, R2 — термосопротивление утеплителя.
 
На рис. 3 (а-в) показаны 3 фрагмента стены равной толщины (для упрощения обшивка на них исключена). Видно, что за счет включения в стену более теплопроводного материала (дерево, по сравнению с минеральной ватой) — термосопротивление стало меньше, чем у чистого утеплителя. Но тем не менее, сопротивление каркасной конструкции (при плотном прилегании утеплителя к стойкам и отсутствии щелей) больше, чем у конструкции однородной стены из бруса. Каркасный дом теплее брусового, если стены у них одинаковой толщины.
Часто в рекламе фирм, продающих стройматериалы (в частности, утеплители), приводится показатель, дающий понять, во сколько раз материал по теплопроводности эффективнее полнотелого кирпича. Например, пенополистирол эффективнее силикатного кирпича примерно в 17 раз. При толщине материала 5 см его термосопротивление Н = 1,0 м20С/Вт. Это эквивалентно сплошной стене из силикатного кирпича толщиной 0,87 м.
Из всего этого можно сделать выводы:
• тепло стоит "дорого", его надо беречь;
• надо создавать конструкции с большим термическим сопротивлением, т.е. потратиться один раз на хороший материал при строительстве, чем "топить" улицу постоянно в будущем;
• стремиться получить большее термосопротивление меньшими затратами, применяя эффективные утеплители.

О нас

Группа разработчиков по созданию не коммерческого проекта - инфо портала города Ессентуки.

Проекты в разработке

Транспорт- все маршруты, графики, время прибытия и убытия и т.д.

Здоровье- где и как восстановить здоровье свое и своих близких.

Уже на сайте

Вы уже можете просмотреть на нашем сайте.....

Яндекс.Метрика

Контакты

Вы можете связаться с нами ....