Холодный климат на большей части России приводит к тому, что жизнь в нашей стране отличается от жизни в более теплых странах. В России зимой мы должны носить теплую одежду, убирать снег, отапливать жильё. Кроме того, из-за холодного климата механизмы и машины быстрее приходят в негодность. Строительство зданий и сооружений обходится дороже аналогичных в теплых странах из-за необходимости использовать большее количество материалов, более глубокие фундаменты, больше утеплителя, глубокая закладка коммуникаций и т.д.
Очевидно, что из-за климатических условий нам, жителям России, приходится тратить больше средств, ресурсов, энергии и личного времени на обеспечение требуемых условий жизни, чем жителям остальных стран.
Кроме того, жители индивидуальных жилых домов не могут покинуть свое жилище в зимнее время года, из-за опасности вернуться в замороженное имущество, непригодное для жизни, а при использовании некоторых видов жидких теплоносителей (вода), еще и с разрушенными инженерными системами, что гарантирует необходимость делать дорогостоящий ремонт. При использовании печного отопления владелец дома должен топить печь один раз, а в холодные дни два раза в день, и не может оставить дом без присмотра более чем на сутки. Однако редкая заморозка дома с печным отоплением не приведет к его порче, а просто приведет к невозможности жить в таком строении до прогрева помещений.
Климатически уязвимые места в индивидуальном доме, возможность безопасной заморозки дома.
Для начала надо выявить уязвимые места индивидуальных жилых домов, построенных в холодном климате, а затем попытаться их решить.
В сущности, наша задача проста, надо сделать так, чтобы в доме было тепло. Для этого мы должны максимально уменьшить теплопотери дома.
Зачастую, увеличение стоимости строительства «пассивного дома» по сравнению с обычным теплым домом, составляет сумму большую, чем стоимость разницы расходов на отопление за весь цикл жизни здания. Другими словами, владельцы «пассивных домов» при строительстве тратят денег больше, чем потом экономят на эксплуатации, эта ситуация может измениться в пользу пассивных технологий, если стоимость энергоносителей продолжит свой рост.
Еще один минус пассивной технологии – это, стоимость установки и эксплуатации климатической установки для коррекции климата «пассивного дома». Более того это оборудование требует постоянного внимания, технического обслуживания и попросту не очень надежно. Т.е. владелец дома не сможет оставить его надолго без присмотра.
Из технологий «пассивного дома» мы предлагаем взять самое лучшее: хорошее качественное утепление и незамерзающий теплоноситель – воздух.
Качественное утепление стен заключается в правильном подборе материала стен или слоев стен в многослойной конструкции, с точки зрения теплотехники и правильного влажностного режима. На данный момент слабое место в утеплении зданий являются окна. Даже лучшие современные оконные технологии не позволяют добиться теплотехнических показателей сравнимых с такими же показателями для стен или кровли. Более того, энергосберегающие окна имеют тенденцию к ухудшению характеристик со временем, так инертный газ внутри стеклопакета постепенно улетучивается, а места примыкания рамы к стене и уплотнительные резинки со временем деградируют, образуя щели. Решение, на наш взгляд, может лежать в плоскости утолщения рамы и стеклопакетов, а так же увеличении количества камер стеклопакета. Использование спецзащиты, препятствующей деградации монтажной пены.
Системы отопления.
Сколько не утепляй стены дома, если внутри дома нет источника тепла, тепловая энергия при низких температурах снаружи, все равно, рано или поздно, рассеется во внешней среде. Утечки энергии через стены, кровлю, окна, вентиляцию и подполье, необходимо компенсировать, используя внутренний источник тепла.
Источники условно бесплатной тепловой энергии.
Как ни странно важнейший источник бесплатной энергии внутри дома – это окна, через которые солнечная радиация проходит внутрь дома и нагревает пол, стены и окружающие предметы. Второй источник тепла – это жильцы дома, люди, живущие в доме, тоже отдают часть энергии своего тела в окружающую среду – внутреннее пространство дома. Третий условно бесплатный источник тепла – это приготовление пищи на кухне – работа кухонного оборудования.
При использовании пассивных технологий считается, что внутренних источников тепла дома должно быть достаточно, чтобы компенсировать внешние теплопотери дома. Это действительно работает в условиях мягкой зимы, но пока не достижимо в холодном климате при условии относительно доступной стоимости строительства.
Существуют геотермальные источники энергии. На глубине ниже уровня промерзания грунта температура не опускается ниже нуля градусов, а после определенной глубины, вообще не имеет сезонных колебаний. В частном домостроении человек научился использовать геотермальную энергию с помощью технологии теплового насоса. Система теплового насоса является энергозависимой системой и требует постоянного наличия электричества, кроме того, система требует постоянного технического обслуживания.
Системы отопления бывают энергозависимые и гравитационные. Энергозависимые системы – это такие системы для постоянной работы, которых требуется источник электроэнергии, они не так надежны, как гравитационные системы, однако позволяют применять более комфортные для человека системы отопления, например, такие как теплый пол.
Гравитационные системы не зависят от источника электроэнергии, однако они сложны в исполнении, имеют повышенную стоимость за счет большей материалоемкости. Ошибки в проектировании гравитационной системы отопления могут привести к неработоспособности отопления. В дополнение, требуется отметить, что гравитационные системы отопления имеют существенные ограничения: по ширине здания, по применению системы теплых полов, по диаметру труб и другие.
Еще один важный вопрос, на который следует обратить внимание – это теплоноситель в системе отопления.
В системах отопления с жидким теплоносителем чаще всего применяется вода. Вода является очень хорошим теплоносителем для систем отопления, обладает высокой теплоемкостью, высокой доступностью и низкой стоимостью, вода не сильно разрушает трубы и радиаторы отопления, выполненные из стали и тем более выполненные из полимеров или защищенные полимерами. В системе отопления нужно применять только дистиллированную воду.
Самая главная опасность применения воды в качестве теплоносителя – это то, что если что-либо случится с системой отопления зимой и быстро не устранить неисправность, то вода замерзнет в трубах, полностью разрушив систему отопления, потребуется дорогостоящая замена всех разорванных частей.
Существуют воздушные системы отопления, в которых теплоносителем является воздух или системы которые нагревают воздух и подают его в комнаты. Воздушные системы тоже бывают гравитационные и энергозависимые.
Однако системы воздушного отопления имеют серьезные ограничения в эксплуатации. Так, например, если используется способ нагрева воздуха и подача его в отапливаемое помещение, то необходимо в уже нагретый воздух внутри помещения подмешивать свежий воздух с улицы, чтобы избежать излишней влажности и лишних запахов.
В нашем исследовании для своего климатически защищенного, доступного по цене и комфортного для проживания индивидуального жилого дома мы назначаем следующие системы:
- Качественное утепление, для минимизации потерь тепла.
- Энергоэффективные окна, для минимизации потерь тепла.
- Забор воздуха для нужд дома с улицы через трубу, заложенную ниже уровня промерзания грунта, для уменьшения расхода энергоносителя.
- Гравитационная система отопления с воздушным теплоносителем, воздуховоды внутри стен и пола, как недорогая, надежная, энергонезависимая и комфортная (теплый пол и стены), с возможностью подключения к магистральному газу и солнечным коллекторам.
- Солнечное отопление на базе солнечных коллекторов, для более эффективного использования энергии окружающей среды. Солнечные коллекторы устанавливаются перед газовым котлом, который автоматически включается, когда температура теплоносителя ниже требуемой, т.е. когда очень холодно и темно – солнечное отопление не справляется.
- Печное отопление, как наиболее надежная система отопления на экстремальный случай и быстрого вывода дома из состояния заморозки.
Более развернутая статья на сайте: https://zs-z.ru/zagorodnoe-stroitelstvo/otoplenie/otoplenie-doma-v-surovom-klimate.html