В прошлой статье мы убедились в несостоятельности обоснований потребных тепловых сопротивлений в СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий". Увы, это никак не прояснило вопрос, а что же, какие слои утеплителя - следует закладывать в стену, пол, потолок.
Для ответа на этот вопрос, в рамках проекта была разработана матмодель энергобаланса дома. Для абсолютной прозрачности, возможности проверки алгоритмов расчета, модель реализована в Excel.
Алгоритм работы модели
Алгоритм простой. Год - разбит на десятиминутки (кванты). Для каждого кванта, производится расчет экспоненты остывания (либо нагрева, если в данном кванте работает обогреватель), разумеется с учетом уличной температуры, для данной десятиминутки года.
Вычислив температуру дома на конец кванта, принимается решение о включении (или отключении) нагревателя, выбирается уличная температура следующей десятиминутки года и расчет повторяется для этой десятиминутки. Так, до конца отопительного сезона.
Температура улицы, каждый раз выбирается из стандартного трехчасового метеографика.
В модели учтены потери через ограждения (в т.ч. отдельно пол, потолок, стены), потери окон, потери на вентиляцию, сбросы перегревов, инсоляция, затраты на горячую воду, бытовые энергозатраты и т.д. вплоть до температуры воды в скважине и высоты подъема воды.
Модель, можно взять тут
Анализ результатов расчета
На примере небольшого дома 9*12*2.5, с очень хорошим утеплением (полуметровый слой минваты), дом на двоих, т.е. вентиляция 60 м3/ч, предполагается рекуперация проветривания, с КПД 50%, соотв. в объем ставим 30 м3/ч.
Результат - в начале статьи. Что интересного... - отмечу два не очевидных момента:
- Доли потерь через ограждения/окна/вентиляцию, как 0,46/0,36/0,18, т.е. привет мифу о том, что все уйдет через окна, вентиляцию, что всерьез утеплять ограждения - бестолку. Даже при ПОЛУМЕТРОВОМ слое минваты, основное тепло, уходит через ограждения.
- Разница в годовом потреблении при расчете через подход СП Теплозащита (по средней и длительности отопительного) и расчетом на основе реальных метеографиков - ВДВОЕ. Привет авторам СП теплозащита. Погрешность методики 100%. Физики, чО...
Подходы к проектированию теплозащиты (какой слой оправдан).
Вначале о долях: окна, вентиляция ограждения.
Предположим, что наш дом имеет равные потери по этим направлениям, (пусть по 3000 кВт*ч в год) и что есть возможность снизить потери любого из - вдвое, за цену 100 тыс.руб.
Снижаем ограждения. Через них теперь уходит 1500 кВт*ч, экономим 1500 кВт*ч.
Опять раздобыли 100 тыс и вновь снижаем потери ограждений вдвое. И понимаем, что потратив эти деньги на крутые окна, или вентиляцию - мы получили бы экономию в 1500 кВт*ч, а вбухав в стены - всего 750 кВт*ч.
Приходим к выводу, что доли потерь, должны быть равны. А точнее, с учетом экономики, равны цены сэкономленных кВт*ч
Ну и разумеется, наши вложения в экономию, должны окупится, хотя бы, за срок службы этого вложения. Ну и желательно, что бы окупаемость, была не хуже банковских ставок. И вот тут, заканчивается инженерное ремесло и начинается магия предсказаний. Какие ставки будут через 30 лет. Сколько будет стоить энергия... - то якутский шаман знает.
Тем не менее, решать что-то нужно, причем прямо сейчас...
Есть еще один подход, пожалуй ближе всего будет название "синица в руках".
Выделить из бюджета дома процентов 10-15 (не определяющие траты) и пустить их на энергосбережение. Причем не абстрактно, а с четкими (уже инженерными) целями:
1. Снизить энергозатраты в разы, относительно типовых, массово строящихся домов.
2. Снизить эти затраты, до уровня "ничтожных".
Что это дает - п.1? Это страховка. Прежде, чем достанут ценами вас, десятки миллионов обитателей ординарных домов, просто будут не в состоянии платить и выйдут на улицы. Сегодня, это самый мощный ограничитель цен и тарифов.
п.2 на примере. Есть 10 копеек и одна. Разница в 10(!) раз! При этом, обе суммы - равны, обе - ничтожны, ни за тем, ни за другим - не нагнешься, смысла нет.
Если среднемесячные затраты на отопление дома от электричества обходятся в цену пяти пачек сигарет (забегая вперед, это параметры построенного полигона, дома 9*11), а на отопление дровами, можно снизить затраты аж до одной пачки, то:
- колоть дрова, таскать золу, поленья, чистить трубу и дышать дымом за 4 пачки сигарет в месяц - будет полный идиот.
О возможностях достижения такой цены отопления с одновременным снижением бюджета строения,причем снижения в разы - поговорим в следующих статьях. Тут, в завершение, хочу сказать, что оправданными для средней полосы, являются слои 300, 400, 500 (стена, пол, потолок). Проверяйте на модели.
