Наша семья давно мечтает о своем доме. Потихоньку "лежим в этом направлении". В качестве конструктива смотрим в сторону каркасного дома. В частности, задумались о проектном решении, а это --- планировка, окна, толщина утеплителя и прочее.
В этой статье я постараюсь для себя понять сколько будет стоит отопление гипотетического дома, соответствующего черновику проекта дома, который мы для себя представляем. В процессе мы обсудим оптимальную толщину утепления с точки зрения её рентабельности.
И так вводные данные. Дом примерно 200 м2 в два этажа 12х9 под неотапливаемым чердаком. Высота потолка 3 метра. Площадь пола и потолка -- 108 м2. Площадь стен с окнами: 42 * 6.5 = 273 m2. Из них окон: 40м2 (это по проемам, стекла меньше). Кроме, того есть ещё теплопотери на вентиляцию.
Расчёт теплопотерь
Воспользуемся для этого online калькуляторами. Температуру в доме будем поддерживать 20 градусов. Также нужно задать температуру за окном. Тут будем смотреть две температуры: -35, чтобы оценить необходимую мощность отопительной системы и -2.3 градуса как средняя температура за период с сентября по май (270 дней) в моем регионе.
Рентабельность утепления
Любое улучшение дома, в том числе и утепление происходит за счёт дополнительных вложений. И размер вложений должен быть соразмерен выигрышу от этих вложений. Так, например, вряд ли кто-то захочет вложить 1млн рублей, чтобы в последствии экономить 100 руб. в год.
Для начала посчитаем какой выигрыш будет достигнут при утеплении на 100 Вт (т.е. при таком утеплении, которое убирает 100 Вт рассеяния тепла).
Отопительный период у нас --- 270 дней, каждый день из 24 часов. Тогда потерянной энергии будет 270*24*0,1 = 648 кВт.
У нас пока нет газа и когда он появится неясно. Поэтому считаем по тарифу на электроэнергию. Днем (16 часов в день) -- 3.2 рубля, а ночью -- 2 рубля. В среднем получаем 2.8 рубля за кВт. Итого 1814 рублей в год экономии при уменьшении теплопотерь на 100 Вт.
Для себя я хочу выигрыш хотя бы 10% (окупаемость за 10 лет) на вложенные средства в год, а если выигрыш более 15%, то вложение средств точно оправдано.
Это означает, что если для экономии 100 Вт требуется вложить более 1814/(10%)=17140, то врядли нужно вкладывать деньги. А если требуется вложить менее 1814/(15%)=12093, то вложения почти наверняка требуется осуществлять.
Материал утепления
Я буду считать для утепления эковатой. В потолок -- сухим способом, в стены -- влажным способом. Эковата получается примерно в полтора раза дороже для стен с учётом работ, чем каменная вата. И примерно соответствует цене каменной вате для потолка. Имеет те же утепляющими свойствами, что и каменная вата, но при этом хорошо антисептирует дерево и мыши ее не любят. Стоимость куба утепления сухим способом --- 1600 рублей у нас в регионе плюс работу можно выполнить силами разнорабочих -- скажем 400 руб за куб, итого 2000 руб.
В стенах также планируется эковата 20 см, а перекрёстное утепление будет выполняться каменной ватой. Стоимость каменной ваты для стен -- 1500 рублей за куб. Однако перекрестное утепление на стене выполнять сложнее, плюс нужны бруски и прочее. Поэтому работа заложим как 1000 руб за куб, итого 2500.
Теплопотери через пол
Начнём с пола. Здесь будут минимальные теплопотери и оптимизировать их нужно в последнюю очередь. Пирог пола: ЭППС - 10см, бетон 10см. Фундамент --- УФФ. При использовании калькулятора теплопотерь получаем меньше 400 вт. Эти потери не зависят от температуры за окном, т.к. при правильно выполненной мелкозаглублённой ленте с полами по грунту и утеплённой отмоской, температура под домом остается более менее постоянной в течении всего года.
Теплопотери через потолок
Площадь потолка --- 108 м2. Потолок условно можно разделить на две составляющие: (1) 8% площади (8.6 м2) -- это 20см дерева, и (2) остальное -- вата, и 92% (99.4 м2) -- все вата.
Ниже посчитаем теплопотери через квадратный метр потолка для различных толщин потолка.
Так мы можем видеть, что при толщине потолка 250 мм, тепловые потери в самый холодный день -- порядка одного кВт. При этом средние потери за отопительный сезон -- 415 Вт. Это рассматривается как базовый вариант утепления.
Далее к толщине потолка добавляется 50мм утепления. Общий добавляемый объем эковаты всегда один поэтому и стоимость такого добавления всегда одинаковая. Однако объем экономии меняется нелинейно. И если при переходе от 250 к 300 в среднем потери падают на 79 Вт, то при переходе от 300 к 350 они падают всего лишь на 52 Вт. Таким образом, доведение толщины потолка до 350 мм имеет рентабильность более 8,7%. Тут однако нужно отметить, что конструкция крыши также будет постепенно усложняться при этом, поэтому уводить тощину потолка в 500 мм смысла скорее всего не имеет.
Думаю, что 300 мм в самый раз...
Теплопотери через стены
Площадь стен без окон --- 233 м2. Потолок условно можно разделить на две составляющие: (1) 8% площади (18,6 м2) -- это 20см дерева, и (2) остальное -- вата, и 92% (214,3 м2) -- все вата.
Строим аналогичную таблицу, как и раньше. Работа тут дороже, чем на потолке, и рентабельность, соответственно, ниже.
Здесь толщина стены 300 означает 200 мм плюс 100 мм перекрёстного утепления. Пока непонятно, насколько сложно (и дорого по конструктиву) будет сделать 100 мм перекрёстного утепления, а не стандартные 50мм. Соответсвенно, в зависимости от сложности нужно останавливаться на 250 или 300 миллиметрах.
Теплопотери через окна
Вот тут самое интересное. Без опроса производителей не получается понять какая теплопроводность у окон. Поэтому возьмем значения из калькуляторов. Площадь окон --- 42 м2. Для -35 потери будут 5313 Вт, а для -2,3 --- 2154 Вт. В последствии чтобы определиться какое окно выбрать, буду узнавать их характеристики у производителей. Таким образом к вопросу рентабельности мы ещё вернёмся.
Итоговые теплопотери
Итоговые пиковые теплопотери дома равны
400 + 889 + 2154 + 5313 = 8756.
Итоговые средние теплопотери дома равны
400 + 336 + 886 + 2154 = 3776. Что в деньгах за отопительный сезон даст чуть меньше 69 т. рублей.
Тут стоит отметить, что не учтена вентиляция (при простейшем расчёте получится 2 кВт, т.е. ещё ~35 т.р.) и, соответсвенно, нагрев воздуха поступаемого с улицы с вентиляцией (тут кстати не так важно идет вентиляция с помощью открытия форточек или с помощью вентустановки, нагревать воздух в любом случае нужно). Но это тема отдельного разговора.
А если газобетон?
Также таким образом можно прикинуть теплопотери для газобетоного дома. В целом разница будет только в стенах. Считаем блок D400, 200 мм в толщину, 50 мм утепление каменной ватой. А там расход энергии удваивается (1650 вместо 880), а это на 20% больше затрат, т.е. дополнительные 15 т.р. в год трат на отопление.
Рефлексия
Итак, теплопотери дома более чем на половину формируются окнами. Может быть стоит уменьшить площадь остекления? Нужно ещё подумать. Тут нужно знать точные цифры теплопроводности окон, а их у меня пока нет. Да и может быть платить в год 35 т.р. это нормально за комфорт и освещённость.
Пиковая нагрузка на систему отопления 9 кВт. Всего на участок доступно 15 кВт электричества. Даже запас остается. Кроме того можно использовать теплоаккумулятор, чтобы греть воду ночью по дешевому тарифу, а затем днём её переиспользовать. Будет отдельная статья с расчётом рентабельности использования теплоаккумулятора...
