Теплопотери домов из СИП-панелей - расчеты, методы сбережения тепла

В домах, построенных по теплосберегающей технологии, комфортно в морозы и в жару. Они удерживают накопленное за день тепло или за ночь прохладу. Ощутимо сберегая энергоресурсы, сохраняют ваш бюджет и окружающую атмосферу. Сейчас SIP-технология стала популярной – по ней строятся дома с высокой энергоэффективностью среди предлагаемых на рынке, при этом отмечается существенное снижение затрат на строительство. Средства, вложенные в теплозащиту, оправдывают себя в первые 3-5 лет проживания.

Теплопотери строительных материалов

Если рассматривать условия Сибири с температурой -39°С, то потери тепла будут:

• В доме из SIP-панелей со стенами толщиной 174 мм – 4580 Вт.
• В брусовом доме со стенами в 150 мм – 9010 Вт.
• В доме из пенобетонных блоков толщиной 150 мм – 18250 Вт.

На зимнюю протопку остывшего дома из SIP-панелей и полный нагрев до комфортной температуры понадобится два-три часа, тогда как каменный дом аналогичной площади при таких же условиях потребуется прогревать не менее полутора-двух дней. На прогрев СИП-дома затрачивается в 30 раз меньше электричества, чем на прогревание кирпичного/каменного здания, что дает существенную экономию.

Выход тепла наружу в домах из СИП, древесины и камня

Проверку утечек тепловой энергии проверяют съемками цифрового тепловизора. На мониторе видны источники утечек тепла в домах, выстроенных по наиболее распространенным технологиям. На экране видно, что SIP-панельный дом удерживает тепло внутри, оберегая владельцев от непредвиденных расходов.

Преобладающий цвет первого снимка – синий говорит о минимальных теплопотерях дома из СИП-панелей. Равномерно окрашенный цвет стен означает хороший монтаж стыков, при низкой температуре панели удерживают тепло внутри очень хорошо.

Под окном на втором снимке яркое красно-желтое тепловое пятно – признак наличия участка утекания тепла через стену: дефект кладки, трещина, некачественный стройматериал. В этой зоне стена нагревается, и тепло стремительно вытекает наружу. Неэкономное расходование ресурсов. Третий снимок монитора показывает, насколько активно тепло скапливается в верхней части дома, под коньком и просачивается сквозь крышу, через стены, стремиться вылететь через стекла, двери.

Энергоэффективность актуальна не только зимой. В теплый сезон при низкой теплоотдаче панелей в помещении всегда прохладно. Это позволит обойтись без охлаждающего кондиционера.

Теплопотери дома из СИП-панелей 

Для снижения энергопотребления делают анализ утечки тепла в SIP-доме и в типовом доме из древесины. По существующим строительным нормам и правилам (СНиП) во всех регионах России разработаны предписания по минимальной норме сопротивления теплопередаче R для главных элементов конструкции.

К примеру, в Подмосковье эти показатели равны:

• Стены - R стен= 3 м х град/Вт 
• Перекрытия - R пот= 3,9 м × град/Вт
• Окна - Rок= 0,5 м × град/Вт 

Значение R покажет, готово ли ограждающая поверхность стать преградой выходу тепла.

Чтобы определить тепловую мощность, необходимую для поддержки оптимальной температуры t1 в пределах теплого контура, при сниженной температуре окружающей среды t2, нужно площадь участка потерь Q поделить на тепловое сопротивление, затем найти с полученным числом и разностью температур найти произведение: P= (Q/R) х (t1-t2).

В табличной форме собраны показания мощности для типового дома, построенного по соответствующим СНиП и SIP-панельного дома.

Для конкретного рассмотрения дан дом в два этажа 8,12х9,25 м. Поверхность стен за вычетом окон, дверных проёмов — 192,5 м, по перекрытиям — 150 м. На комнатном термометре обычно бывает не ниже +20°С, даже когда по прогнозу мороз -30°С. Это означает температурный перепад в 50°.

Во втором столбце даны результаты подсчетов мощности для SIP-модулей, материал для вертикали — 150 мм, для горизонтали — 200 мм.

В панельном доме получается экономия на обогрев жилища более, чем на 20%. Если отопление только электрическое при стоимости 6,73 рубля за кВт/час в Московском регионе на июнь 2024 г., то ежемесячно владельцы смогут экономить более 1000 руб.

Расчет теплопотерь дома из СИП-панелей

Для получения точных сведений об объемах потерь тепла нужно знать теплосопротивление изолирующей прослойки между плитами, данное в справочной информации в виде коэффициента теплопроводности и толщины материала.

При изготовлении SIP-модулей применяется ОСП-плиты с b1=12 мм и утепляющий вкладыш из пенополистирола. В элементы для стен достаточно утепляющей прослойки b2=150 мм, для перекрытий b3=200 мм.

Коэффициент теплопроводности плит d1 равен 0,18 Вт × м/град и утеплителя d2 - 0,041 Вт × м/град. Формула теплосопротивления SIP-стены: R1стен=2 × b1/d1+b2/d2. В приведенном случае эта величина SIP-элемента для стены — 3,79, а для перекрытия — 5,01 м  град/Вт.

При вычислении на конкретном объекте обязательно предусматривают количество и размер окон, дверей, вентиляционную систему, среднемесячную температуру по годам. Московская область начинает отопительный период в сентябре при среднесуточной атмосферной температуре от +10,6 градусов до окончания мая, пока не установится +12...+13°. Самый морозный месяц — январь, когда среднесуточная температура не поднимается выше -10,7°.

В рассматриваемом образце поверхность оконных и дверных проемов занимает 21,3 м. Учитывая, что по этим поверхностям теплосопротивление будет 0,5 м × град/Вт, получается утечка тепловой энергии сквозь окна и дверь, равная 1775 Вт. При действующей вентиляционной системе убыль около 1500 Вт.

При выполнении более подробной калькуляции по этому случаю получаются цифры теплопотерь SIP-дома по каждому месяцу.

Если в здании электрическое отопление стоимостью 4 рубля за 1 кВт/час, то весь отопительный период будет стоить 74 тысячи. Таким способом возможен самостоятельный подсчёт потери тепла в доме из SIP в любом регионе со своим климатом, или сопоставить эти же потери на этапе разработки проекта дома из другого материала.

Нюансы утепления дома

Проектируя SIP-панельный дом, учитывают небольшие детали:

• Внутренней отделкой из гипсокартона улучшается защита панелей от возгорания, также этот слой улучшает энергосбережение и сохранение тепловой энергии на 4%.
• При утолщении панелей всего на 50 мм тепловая защита стен повышается на 25%. Но каждое усовершенствование конструкции влечет лишние затраты.
• Тепловые расчеты SIP-панельных элементов не обходятся без учета деревянных соединительных элементов конструкции. Они быстрее, чем панели, проводят тепло, что снижает уровень теплозащиты на 10%.

Проектировщики всегда учитывают общие правила сокращения теплопотерь в доме из SIP-панелей:

• Объем расходов на обогрев связан с размером дома. Наиболее правильной формой для снижения теплопотерь является квадрат. 
• От структуры дома, его этажности также зависит энергосбережение. Меньше всего теплопотерь в СИП-панелях двухэтажного дома, где высота этажа 2,3–2,5 м.
• Размер оконных проёмов должен составлять 20% от размера площади пола. 
• Входная дверь должна располагаться на южной или западной стороне.

Дополнительный метод сбережения тепла

Окно в доме — обширная поверхность для теплопотерь. Чем толще в доме стены, тем больше окна напоминают древние бойницы. Чтобы свет в такие окна проникал нормально, приходится расширять оконный проем, что приводит к ускорению выхода тепла. По расчетам и наблюдениям стало понятно, что на восполнение теплопотерь от окон SIP-панельного дома с нормальным остеклением затрачивается примерно 6000 кВт/час в год. Такой расход электроэнергии сравним с затратами на приготовление горячей воды для системы водоподачи, на очистное устройство, освещение при постоянном использовании.

Факторы, от которых зависит энергоэффективность частного дома, наглядно доказывают, что технология СИП находится на порядок выше других методик. Благодаря ей, строят теплоемкие дома, а расходы на отопление — основную статью расходов — всегда снижены. SIP-технологию разработали для холодного климата Северной Америки, но она быстро завоевала Европейский континент, Японию и остальные развитые страны.

Такое стремительное шествие убеждает: у энергоэффективных домов большое будущее!

Итог

1. Применение СИП-панелей оптимизирует расходы на отопление жилища в холодный период года.
2. У дома из SIP-панелей больше преимуществ, чем у традиционного типового дома по каркасной технологии, а также кирпичного или брусового.
3. По описанной здесь методике можно рассчитать теплопотери и свои расходы на обогрев СИП-дома, или сопоставить критерии энергосбережения панельного дома с домами из кирпича, блоков, древесины.