Теплоемкость здания. Расчет теплопроводности стены

Создание оптимального микроклимата и расход тепловой энергии на отопление частного дома в холодное время года во многом зависит от теплоизоляционных свойств строительных материалов, из которых возведена данная постройка. Одной из таких характеристик является теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для конструирования частного дома. Поэтому далее будет рассмотрена теплоемкость некоторых строительных материалов.

Определение и формула теплоемкости

Каждое вещество в той или иной степени способно поглощать, запасать и удерживать тепловую энергию. Для описания этого процесса введено понятие теплоемкости, которая является свойством материала поглощать тепловую энергию при нагревании окружающего воздуха.

Чтобы нагреть какой-либо материал массой m от температуры t нач до температуры t кон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур ΔТ (t кон -t нач). Поэтому формула теплоемкости будет выглядеть следующим образом: Q = c*m*ΔТ, где с - коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q/(m* ΔТ) (ккал/(кг* °C)).

Условно приняв, что масса вещества равна 1 кг, а ΔТ = 1°C, можно получить, что с = Q (ккал). Это означает, что удельная теплоемкость равна количеству тепловой энергии, которая расходуется на нагревание материала массой 1 кг на 1°C.

Вернуться к оглавлению

Использование теплоемкости на практике

Строительные материалы с высокой теплоемкостью используют для возведения теплоустойчивых конструкций. Это очень важно для частных домов, в которых люди проживают постоянно. Дело в том, что такие конструкции позволяют запасать (аккумулировать) тепло, благодаря чему в доме поддерживается комфортная температура достаточно долгое время. Сначала отопительный прибор нагревает воздух и стены, после чего уже сами стены прогревают воздух. Это позволяет сэкономить денежные средства на отоплении и сделать проживание более уютным. Для дома, в котором люди проживают периодически (например, по выходным), большая теплоемкость стройматериала будет иметь обратный эффект: такое здание будет достаточно сложно быстро натопить.

Значения теплоемкости строительных материалов приведены в СНиП II-3-79. Ниже приведена таблица основных строительных материалов и значения их удельной теплоемкости.

Таблица 1

Кирпич обладает высокой теплоемкостью, поэтому идеально подходит для строительства домов и возведенияия печей.

Говоря о теплоемкости, следует отметить, что отопительные печи рекомендуется строить из кирпича, так как значение его теплоемкости достаточно высоко. Это позволяет использовать печь как своеобразный аккумулятор тепла. Теплоаккумуляторы в отопительных системах (особенно в системах водяного отопления) с каждым годом применяются все чаще. Такие устройства удобны тем, что их достаточно 1 раз хорошо нагреть интенсивной топкой твердотопливного котла, после чего они будут обогревать ваш дом на протяжении целого дня и даже больше. Это позволит существенно сэкономить ваш бюджет.

Вернуться к оглавлению

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева - 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево - более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м 2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м 2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м 3 *0,3 м 3 = 690 кг. 1 м 2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м 3 *0,3 м 3 = 150 кг.

для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м 3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

В доме должно быть теплоемко! Теплоемкость – способность материалов аккумулировать тепло. Теплоемкими называют тяжелые материалы, способные хранить много тепла. Разогреваясь, они действуют как аккумулятор энергии — долго остывают, согревая все вокруг. Наличие таких материалов внутри дома сглаживает скачки температуры и влажности, повышает комфорт.

Какой должна быть температура и влажность в доме

Оптимальная влажность внутри дома — 50 – 60%. Но зимой, при работающем отоплении, происходит осушение воздуха до 40 и даже 30 %. В межсезонье на улице и внутри дома часто повышенная влажность….

Уровень влажности внутри дома на 90% регулируется вентиляцией и сквозняками. Немного пара может просачиваться в обе стороны через ограждающие конструкции дома (2 – 8%).

Скачи влажности внутри помещения происходят резко. Например, при разливе жидкости, или когда пар из кухни, ванной попадает в помещение. Смягчение пиков обеспечивают влагоемкие материалы (тяжелые материалы и дерево) внутри дома. Тем самым создается уют.

Нормальной температурой внутри дома при влажности 55% считается 21 – 23 градуса. Для большинства людей при этом возникает наиболее комфортная обстановка.

Скачки температуры внутри дома происходят по разным причинам. Например, при резком похолодании на улице, открытии наружной двери или окна, при включении-выключении кондиционера, изменении отопления… Тяжелые теплоемкие материалы внутри дома при этом очень быстро отдают тепло воздуху или наоборот поглощают его, сглаживая скачки температуры.

Дом со стенами и перекрытиями из тяжелых материалов приобретает значительную тепловую инерционность.

Какие материалы являются теплоемкими

Чем больше масса нагреваемых внутри дома материалов, тем стабильней температурные (и влажностные) условия внутри дома.

Теплоемкие материалы – это бетон, кирпич, гипс, глина, песок…

Если стены и внутренние перегородки дома сделаны из кирпича или бетона – то комфортные условия в плане паростабильности и температурной стабильности обеспеченны.

Если добавляются бетонные перекрытия – то дом можно назвать очень теплостабильным. Временное отключение отопления не будет серьезной причиной для беспокойства.

Скорость изменения температуры конструкций под внешним воздействием будет зависеть от качества утепления тяжелых материалов.

Строительные материалы с низкой тепловой инерцией это дерево, торф, солома, саман. А современные – сип-панели или подобные соединения дерева и пенопласта.

Дома в старые времена и теперь

Раньше в основном строились деревянные дома. Но посреди них всегда располагалась печь — очень массивный и теплоемкий объект. А дерево неплохо сглаживало влажностные пики. Поэтому деревянные избы были уютными

В современном доме дерево заменили еще более не теплоемким панельным материалом – фанерой с пенопластом. Но тяжелых объектов большой теплоемкости в доме нет. И нечему поглощать влажность, после мойки полов….

В домах из СИП-панелей микроклимат регулируют автоматические системы. Без них человеку (и всему живому) было бы там очень не уютно. Тяжелую разогретую русскую печку заменили микросхемой и моторчиком с крыльчаткой.

Т.е. вентиляция и отопление в СИП-доме должны очень чутко реагировать на малейшие изменения влажности и температуры воздуха. Они должны отслеживать с помощь датчиков обстановку, и постоянно, денно и ношно, работать над приведением ее в норму…

Различия между домами из тяжелых материалов и легкопанельными

Известно, что любой разогретый предмет излучает тепло. И чем больше температура и масса предмета, тем больше тепла он излучает.

В доме из тяжелых материалов, в первую очередь согревает ИК-излучение. Оно исходит от нагретых массивных стен и полов. Поэтому любое выдувание теплого воздуха из помещения здесь проходит не замеченным. Лучевое тепло согревает достаточно, даже когда воздух холодит. Поступивший в помещение холодный воздух быстро нагревается массивными предметами.

В домах, сделанных из пенопластовых панелей, отсутствует достаточное (обычное) количество теплового излучения – инфракрасных лучей. Поэтому там особенно остро ощущается любой сквозняк и перепад температуры.

Хоть автоматическая система вентиляции и кондиционирования и борется с перепадами микролимата, но она не может дать тот особый уют, который предоставляют тяжелые разогретые стены.

А если «умная» систем поломается, то и жить в таком доме будет не возможно. Поэтому в целях поддержания приемлемого для человека микроклимата там предусматривается резервирование электропитания и систем микроклимата…

Считается, что «умные» системы в легких домах справляются с возложенной на них задачей. Иначе люди бы там не жили.

Дешевые дома – это выгодно?

Дом из пенопластовых панелей дешевле. Панели сами по себе не дорогие, фундамент применяется облегченный, сборка происходит за считанные дни. Можно быстро и дешево получить готовый дом.

Если суммировать эти расходы за 25 лет, то получиться внушительная сумма. Тогда выяснится, что экономия от приобретения дешевого дома пропала – была съедена вентиляцией.

Также знакомство с недостатками быстроприобетенного дома тет-а-тет радости не доставляет. И это на долгие годы. А самочувствие и настроение измеряются гораздо большими суммами.

Поэтому стоит ли торопиться? Может лучше медленно, но верно построить дом из тяжелых, теплоемких материалов. А затем утеплить его. Дом будет комфортным, а проветриваться будет любым сквозняком. Ведь для собственного дома уют и экология это главное.

Какова зависимость температуры в доме от теплоемкости стен, которые участвуют в поддержании микроклимата в доме. Дело в том в большинстве случаев мы сталкиваемся и теплоизоляционными материалами, которые только препятствуют тепло потерям в доме они задерживают теплопередачу из дома на улицу. Но характеристики большинства утеплителей не могут решить вопрос с теплоемкостью стен, они не могут накопить инфракрасное тепло стремящееся наружу, тут решить нужно две задачи и сберечь и накопить тепло. Как решить вопрос - внутренней отделкой ЦСП плита наш аккумулятор тепловой энергии. Вы скажите, нашел чем аккумулировать, давайте посчитаем, сложим стены и пол высчитаем метры кубические материала ЦСП 10м*12м*2.8м= 2.64м/куб пол, потолок+4м/куб стены + посреди дома стоит серединная стена она как раз и может аккумулировать тепло (утеплитель Эковата лучше Вермикулит) 12м*2.8м*0.20м=6.7м/куб. Итого 13м/куб теплоемкого материала рассредоточенного по вашему дому. Через 1мес дом набирает крейсерский запас тепла, который позволяет избегать перепадов температуры воздуха при отключении тепла, проветривании. Он прекрасно работает как обычный дом с классическим исполнением стен в плане теплоемкости, но у него есть ряд преимуществ, во первых стены не охлаждают воздух и разность температур между воздухом и поверхностью не превышает 2 градуса.

Давайте зайдем с другого бока, из практики в производственном здании, которое утеплено 5-6см «Стирекса» свет отключали на 2 дня. Температура падает до 5-10 градусов стены пол потолок хорошо отдает накопившееся тепло воздуху, вода не перемерзает никак. Огромный плюс после включения электричества тепло нагнетается за 3-часа выходит на 18 за 6-8ч на 23-25гр. Вот это опыт эксплуатации каркасного здания, не чего не прибавить, не убавить. Продолжим громить мифы о минусах каркасного строительства. Поговорим о теплоемкости здания. Что хочу пояснить, вот пример 10*12 дом полезная площадь 106кв\м для отопления дома потребуется 10кв\час по стандартным схемам расчета теплопотребления. Это при условии утепленного периметра здания R-2-3. Вы излучаете любой вид тепла 12кв\час, в кирпичных домах утеплители, которые удерживают тепло, находятся с снаружи здания или в середине стены, поэтому чтоб нагреть воздух нам потребуется сначала нагреть все ограждающие конструкциями дома (стены, пол, потолок). Как только тепло полностью насытит (нагреет) все предметы мы начнем прогревать воздух. Чтоб поддерживать температуру 25гр. нам необходимо увеличить мощность, либо или периоды работы излучателя тепла. Делаем вывод, теплоемкие конструкции (стены из кирпича, бетона) требуют большего количества кВ\час. энергии на поддержание постоянного уровня тепла в доме. Каркасные дома как мы посчитали имеют «13м\куб тепловой аккумулятор» это в 10 раз приблизительно меньше от кирпичных, пенобетонных стен по теплоемкости, но этого количества достаточно чтобы плавно и как можно долго остывать дому на случай форс мажора (авария, обрыв проводов и т.д.).

Делаю второй вывод, Я не считаю нужным перерасходовать тепловую энергию в два раза на поддержание температурного контура стен и стоить дома из теплоемких материалов. Полагаясь на случай, «что может быть когда ни будь» снизойдет «форс мажор» и потребуется нам теплоемкие стены которые не дадут остыть дому за 1 день, это глупо полагается на это «факт теплоемкости», не правда ли, может проще позаботится заранее и за 25-30т.руб приобрести дизельный генератор на 5кв\час, который некому еще не помешал в частном доме. И при возникновении «сия беды» пойти и включить ящик «Пандоры» и побежит живительная сила тепла по вашим комнатам и спасет дом от всемирного похолодания. Как практика показала и выше описанные выводы доказали, что каркасный дом потребляет в 1.5-2 раза меньше тепла, это не чудо просто соблюдение СНИПА R от 3-3.75. Каркасный дом вы спокойно на 5 кв\час можно содержать в температуре 23-25гр в режиме «поддержания» то есть, терморегулятор будут включать напряжение на обогреватели в случае падения заданного температурного режима работы. Очень интересное применение можно извлечь из факта, что дом практически не теряет тепла, вы выставляете температуру на 15градусов когда вас нет дома и за два часа до прихода терморегулятор догоняет до 25гр - это экономия причем существенная. Повторяю на 5 кв\час, хоть всю зиму можете обогревать площадь 91-100 кв\м - это факт. Четыре года содержу здание в три раза холоднее (по тепло сопротивлению) в качестве обогрева использую инфракрасные обогреватели. На кирпичный дом на площадь 91-100 кв\м потребуется 10-14кв\час причем на постоянной нагрузки. Это все работает, поэтому топить улицу и тонные конструкции стен кирпичных домов ЭТО НЕ МОЙ ПУТЬ я действую как описал выше иду завожу дизельный генератор или можно подождать хоть день здание не остынет до критических температур - делайте вывод.

Ниже приведенная информация размещена с интернет ресурса.

Факты:
Тепловые потери типичных жилых домов и других зданий происходят по трем основным причинам:
- вследствие теплопроводности через стены, крыши и полы, а также вследствие (но в гораздо меньшей степени) излучения и конвекции;

Вследствие теплопроводности и меньшей степени путем излучения и конвекции через окна и иное остекление;

Путем конвекции и перетока воздуха через элементы наружного ограждения здания, который обычно происходит через открытые окна, двери и вентиляционные отверстия (принудительно или естественно) или путем инфильтрации, т.е. проникновения воздуха через щели в ограждающих конструкциях здания, например по периметру дверных и оконных рам.

В зависимости от того, имеет ли здание хорошую изоляцию или нет, много в нем окон или мало, наблюдается ли через него движение воздуха или нет, каждый (!) из этих трех факторов составляет 20...50% общих тепловых потерь здания.

Предположим, что потери тепла в здании имеют место в равной мере по трем вышеуказанным факторам. Это графически иллюстрируется диаграммой в виде круга, разрезанного на 3 равных части. Если какую-либо одну из этих составных частей уменьшить вдвое, то общие тепловые потери уменьшатся только на 1/6 часть. Это говорит о том, что все три фактора следует рассматривать в равной мере, не выделяя тот или иной.

Отыскание возможностей уменьшения теплопотерь и расхода энергии на отопление должно сопровождаться контролем параметров, характеризующих требуемый тепловой режим:

Температура воздуха;
Cредняя температура внутренних поверхностей ограждений;
Скорость и относительная влажность воздуха.

Аксиомы:
1. производство тепла стоит денег и требует ресурсов.
2. Величина теплового потока пропорциональна разности температур между источником тепла и предметом или помещением, в которое тепло поступает, а направление потока тепла ВСЕГДА (!) от горячей поверхности к холодной
3. основные усилия затрачиваются на увеличение сопротивления потоку тепловых потерь
4. Тепло переносится тремя способами: конвекцией, радиацией (излучением) и теплопроводностью, причем конвекция и теплопроводность как физические явления проявляются ОДНОВРЕМЕННО
5. Тепло ПОСТОЯННО переносится излучением от более теплых предметов к более холодным пропорционально разности их температур и расстоянию между ними.
6. Из трех основных способов теплообмена радиация труднее всего поддается количественному определению для зданий. (!)
7. Тепловые потери типичных жилых домов и других зданий происходят по трем основным причинам/направлениям (очень грубо: потери через наружные ограждения, окна/двери и с вентиляцией/инфильтрацией), каждый из этих трех факторов составляет 20...50% общих тепловых потерь здания, причем их почти невозможно рассматривать независимо друг от друга.
8. По мере снижения доли других факторов, обусловливающих потери тепла, проникновение наружного воздуха занимает все больший процент в общей сумме факторов.
9. Человек сам «обогревает» излучением (незначительно - еще и теплопроводностью) более холодные строительные конструкции и предметы интерьера, а также воздух в помещениях (через конвекцию).
10. Увеличение скорости воздуха вызывает увеличение коэффициента конвективного теплообмена. Относительная влажность внутреннего воздуха влияет на теплопотери зданий, т.е. на величину удельной теплоемкости воздуха, которая тем больше, чем выше его влажность.
11. Повышение температуры на внутренних поверхностях строительных конструкций желательно с точки зрения уменьшения теплопотерь, а также теплового комфорта, что выражается требованием: «Теплые стены, холодный воздух».
12. При оценке теплового комфорта температура внутреннего воздуха непосредственно зависит от температуры внутренней поверхности конструкций. Совместно с температурой внутреннего воздуха она определяет суммарную температуру помещения. Для жилых зданий суммарная температура должна составлять 38°C... и т.д...

Вопрос "на засыпку":

А имеет смысл «носиться» с этой теплоемкостью стен/перекрытий «как с писаной торбой», если даже в самом лучшем случае мы можем рассчитывать (теоретически) «урезать»/компенсировать теплопотери не более чем на 15-30%?!

"Нет, не имеет!!!" - не задумываясь, отвечу я;
"Почему же?"- удивлённо спросите Вы...
А ларчик открывается просто - МЫ НЕ ВСЁ УЧЛИ!!!

Догмы:
Остаются ведь еще и другие причины теплопотерь (окна/двери + воздух/вентиляция) - а на них теплоемкость/теплоинерционность напрямую не влияет -> а в итоговом подсчете эти причины могут потянуть на 60-80%!
Может быть, всё-таки имеет смысл сэкономить, отказавшись от каменных стен, а высвобожденные средства направить на энергосберегающие окна/двери и вентиляционные установки? Подумаем... Образно говоря, тепло ведь подобно размягченной глине в руке: вы сжимаете кулак - глина вылезает сквозь пальцы, пытаетесь с одной стороны убрать щели между пальцами - а она в другом месте выпирает => перекроете движение тепла наружу путем теплопроводностью, а оно, «нехорошое такое», норовит туда смыться излучением и/или конвекцией по «обходным дорогам», через тот же «никого не интересующий» воздух например....

И, наконец, САМОЕ ГЛАВНОЕ - производство тепла стоит денег и требует ресурсов!

Зачем производить и «загонять» внутрь теплового контура каменного дома такое не дешевое тепло? - ведь бОльшая его часть будет закапсулирована в ограждающих конструкциях, рассеяна (рано или поздно, так что и наружная теплоизоляция не панацея) во внешнюю среду и будет не доступна для «извлечения»?! Ведь сам по себе каменный дом как теплоаккумулятор имеет значительно меньший КПД (в разы как минимум), чем специализированные отопительные приборы (те же кирпичные печи, стены Тромба, гравийно-песчаные теплоаккумуляторы, например).
Для этого, что ли, стоит устанавливать отопительную систему повышенной (по сравнению с похожим каркасным домом) мощности, а потом еще и переплачивать за отопление?! Это мы так ДОМ греем, чтоб ему холодно не было? ...а как же человек и его потребности?

Следствие -> холодная каменная стена может «обогреть излучением» лишь предметы, имеющие еще более низкую температуру! Более того, получается, что львиная доля аккумулированного в теплоемких конструкциях тепла тратится на...конвективный теплообмен с внутренним воздухом. У в каменном доме может быть устроена естественная вентиляция - следовательно, приточный воздух имеет низкую температуру - вот на его подогрев и тратится тепловая энергия!

А вот человека стена каменного дома не сможет обогреть -законы физики: температура тела человека 36,6 градусов, а внутренней поверхности стены в нормальных условиях - всего 18! -> т.е. теплоемкая стена (потолок, пол) подобна «энергетическому вампиру», высасывающему из вас тепло (в основном излучением, в меньшей степени через конвекцию и теплопроводность).

Поэтому, рассчитывать на рациональное (!) использование теплоемкости стоит лишь в особых случаях (печи, камины, теплые полы и стены, стены Тромба, солнечные коллекторы, тепловые аккумуляторы и пр.) и/или в особых («солнечных», «пассивных» и т.п.) домах, специально предназначенных для улавливания солнечного (т.е. ХАЛЯВНОГО!!!) тепла.

Далее «Вопрос на засыпку»: тогда как объяснить документально подтвержденные многочисленные факты, что после выключения отопления в каркасном доме даже при сильных морозах температура за 1-2 суток опускается не больше чем на 2-5 градуса, в то время как каменный дом «вымерзнет» за несколько часов? (То есть почему каркасный дом при отключении отопления не вымерзает за несколько часов, не имея больших запасов тепла в строительных конструкциях??)
Ведь в нем отсутствуют теплоемкие элементы - в чем причина сего парадокса, а???

Я считаю, тому есть несколько объяснений, но одна из главных причин - потому что внутренняя теплоемкость здания минимальна, и после отключения отопления большая часть тепла, уже находящегося внутри теплового контура здания, не «стекает бессмысленно» от «горячего» человека, теплого воздуха и разогретых отопительных и бытовых приборов (радиаторы, печи, электролампы, решетка испарителей холодильников, ТВ и т.п.) вглубь строительных конструкций, а остается внутри помещений (ведь каркасные стены не накапливают тепло) .
Конечно, теплопотери происходят, но их можно минимизировать (как в приведенном выше примере), прежде всего, устранив сквозняки, плотно закрыв двери, ставни и шторы на окнах (если таковые имеются).
Кроме того, не забываем, что человек сам выделяет тепло (116 Ватт при комнатной температуре, при похолодании теплопотери возрастают - прежде всего за счет излучения). Поэтому, добавив несколько слабых «отопительных» приборов (те же свечи - ведь электричества у нас тоже нет) можно в какой-то мере компенсировать теплопотери («главное, мальчиш, до утра дотянуть» - а там и помощь придет...в виде солнечного тепла или принесенной из сарая охапки поленьев для камина). В такой ситуации температура внутренней поверхности каркасной стены, а с ней и суммарная температура помещения, (при ДОЛГОСРОЧНОМ рассмотрении) будет оставаться выше, чем в каменном доме, значительно дольше, и тепловой дискомфорт наступит также позже.
Понятно, что при этом возникает проблема обновления воздуха, которая во многом зависит от конструктивно-планировочного решения дома (речь о площади/объеме приходящегося на 1 жителя и открытой или изолированной планировке помещений).
В каменном доме в похожей ситуации часть аккумулированной в теплоемких строительных конструкциях тепла, действительно, высвободится в помещения - но процесс этот будет продолжаться всего несколько часов...при этом большая часть, как я полагаю, все-таки будет рассеяна во внешнюю среду через излучение, теплопроводность и конвекцию.
«...Отключенное на ночь отопление - это сэкономленное топливо. Однако, затраты на энергоресурсы вряд ли от этого уменьшаться, потому что утром потребуется нагреть воздух и остывшие за ночь стены спальни, что приведет к дополнительному расходу тепла.

В домах, которые имеют конструкции малой теплоемкости, при отключении отопления на ночь можно сэкономить небольшое кол-во энергии. В домах же с теплоемкими элементами конструкции вряд ли целесообразно понижать температуру ночью, так как многотонная кладка компенсирует потерю тепла. Утром же отданное ею тепло она будет вновь пополнять. Так что снижать температуру на ночь не стоит...» (Журнал «Дом» №1 2007 г. стр.37).

Мы же из физики помним, что тепло идет к холоду, а внешняя поверхность стены даже с утеплением под действием мороза и ветра будет охлаждаться быстрее, чем внутренняя отдавать тепло комнатам, предметам, воздуху (через радиацию в пределах «прямой видимости» и конвекцию/теплопроводность - при охлаждении предметов и воздуха ниже температуры стены).

Так что тем, кто надеялся обогреваться излучением от каменной стенки «аки от русской печи» (ведь там, в смысле в стене, столько энергии припасено!), предлагаю срочно «одуматься» и начинать натягивать толстые шерстяные рейтузы и искать дедовский тулуп в чулане! - пока человек жив, то это ОН обогревает стену/потолок/пол излучением (в меньшей степени конвекцией и теплопроводностью), но НИКАК НЕ НАОБОРОТ!

То есть, говоря о «теплых стенах», мы говорим не об отоплении как таковом, а лишь (и это важно понимать!) о СНИЖЕНИИ теплопотерь человека.

Причем, в отличие от каркасной, каменная стена то минимальное тепло, выделяемое человеком и нашими свечками, а также запасенное в предметах интерьера или полученное коротким зимним днем в виде солнечного излучения, «проглотит и не заметит» - а как иначе, она ведь такая теплоемкая и любит запасаться десятками и сотнями кДж тепла «впрок»...а потом... это тепло там где-то «в глубине стены/перекрытия гуляет» - какие то свои задачи решает, наверное! вот уж действительно, «эгоистический энергетический вампир» .
Поэтому и тепловой дискомфорт в каменном доме обычно наступает раньше, даже при одинаковой с каркасником температуре внутреннего воздуха! - потому что стена «более холодная» и постоянно «выкачивает» все тепло из помещения и людей.

Выводы:
При отключении отопления каменный дом начинает выделять ЧАСТЬ аккумулированного в строительных конструкциях тепла - здесь у него действительно есть преимущество перед каркасным. Так естественным образом интегрируется средняя внутренняя температура в доме при неизменной мощности отопительных приборов - увеличивающиеся ночью теплопотери компенсируются теплоотдачей от каменной стены/перекрытия.
Однако этот процесс длится всего несколько часов (быстро принял-быстро отдал), да и сам дом - не самый совершенный теплоаккумулятор. Надеяться на «теплые» внутренние стены тоже особо не стоит - ведь они не в воздухе висят, следовательно, имеют конструктивную связь с более холодными наружными ограждениями (стенами/перекрытиями/кровлей/фундаментом)-> поэтому тепло будет утекать туда благодаря теплопроводности камня + конвективный и радиационный теплообмен с воздухом и предметами интерьера.
После этого каменное строение с каждым часом/днем начинает неумолимо превращаться в «морозильник», безжалостно выкачивая то немногое тепло, получаемое от вспомогательных отопительных (если они есть), осветительных/бытовых (если есть электричество) приборов, а также непосредственно из человеческого тела или через окна от Солнца ==> поэтому выживать в таком здании в ожидании восстановления отопления очень сложно. Кроме того, потребуется несколько дней и повышенные затраты топлива (ведь теплоемкие стены/перекрытия будут запасаться тепловой энергией - а они очень прожорливые)) для восстановления нормальной температуры.
У каркасного дома нет особых запасов тепла в стенах/перекрытиях, однако он менее теплоинерционен и не «запасается теплом». Поэтому вспомогательные отопительные и прочие приборы + Солнце могут обеспечить вполне приемлемый тепловой комфорт, да и восстановить обычный температурный режим можно будет за несколько часов. Особенно важно, что стены в таком доме будут оставаться более теплыми, чем в таких же условиях каменные. Каркасные конструкции не будут с таким энтузиазмом выкачивать тепло из «горячего» человека, соответственно, теплопотери тела излучением будут существенно меньше. И все это за меньшие деньги...
Образно говоря, каменный дом - это привередливый (в смысле финансовых затрат при строительстве и эксплуатации) спринтер, он способен эффективно сглаживать ночные колебания температуры, а каркасный дом - неприхотливый стайер, способный с умеренной скоростью пробежать (профункционировать) значительно дольше, обладая при этом определенной «отопительной гибкостью».

Итак: к чему мы пришли? Именно низкая теплоёмкость каркасного дома дом не только позволяет применять интегрированную систему отопления, но и СНИЗИТЬ ЗАТРАТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ В 2-3 РАЗА!!! А это, согласитесь, немаловажно...

Постоянный рост затрат на отопление жилья заставляет задуматься о выборе технологии строительства с максимальными показателями по энергоэффективности. Строительство энергосберегающих домов является сегодня не прихотью, а острой необходимостью, закрепленной законодательно в федеральном законе РФ за № 261-ФЗ «Об энергосбережении».

Эффективность стеновой конструкции жилого дома напрямую зависит от показателей по теплопотерям, которые происходят через разные элементы ограждающих конструкций дома. Основное тепло теряется именно через наружные стены. Вот почему их теплопроводность серьезно влияет на микроклимат внутри помещений. Нет смысла говорить об эффективных стеновых конструкциях без учета показателей теплопроводности. Стена может быть толстая, прочная и дорогая, но вовсе не энергоэффективная.

Возникает закономерный вопрос, какой дом теплее, а точнее, какой из популярных в нашей стране материалов лучше сохраняет тепло? Простое сравнение коэффициентов теплопередачи в данном случае является не совсем корректным. Прежде всего, следует оценивать способность сохранять тепло внешней ограждающей конструкцией, как единой системы.

Рассмотрим загородные дома, построенные по различным технологиям, с различными типами стен, и посмотрим какой дом имеет наименьшие потери тепла.

В малоэтажном жилищном строительстве наибольшее распространение получили следующие виды домов:

каменные
деревянные
каркасные

Каждый из названных вариантов имеет несколько подвидов, параметры которых существенно различаются. Для получения объективного ответа на вопрос, какой дом самый теплый, сравнивать будем только лучшие образцы по одному из числа представленных в списке.

Характеристики теплопроводности
популярных строительных материалов

Дома из кирпича

Кирпичный дом представляет собой надежное, долговечное жилище и пользуется популярностью у наших сограждан. Его прочность и стойкость к неблагоприятным факторам среды обуславливается большой плотностью материала.

Кирпичные стены неплохо сохраняют тепло, но все же требуют постоянного отопления помещений. В противном случае, зимой кирпич впитывает влагу и под весом кладки начинает разрушаться. Если длительное время держать кирпичный дом без отопления, его придется прогревать до нормальной температуры около трех дней.

Минусы кирпичных построек:

Высокая теплопередача и потребность в дополнительной теплоизоляции. Без теплоизоляционного слоя толщина кирпичной стены, способной удерживать тепло, должна быть не менее 1,5 м.
Невозможность периодического (сезонного) использования здания. Кирпичные стены хорошо впитывают тепло и влагу. В холодный сезон полный прогрев дома займет не менее трех суток, а на полное устранение излишней влаги уйдет не менее месяца.
Толстый цементно-песчаный шов, скрепляющий кирпичную кладку, имеет в три раза больший коэффициент теплопроводности по сравнению с кирпичом. Соответственно теплопотери через кладочные швы еще более значительны, чем через сам кирпич.

Технология теплого дома из кирпича требует дополнительного утепления с внешней стороны стены плитами утеплителя.

Дома из дерева

Комфортная атмосфера быстрее создается в доме, построенном из дерева. Этот материал практически не охлаждается и не нагревается, поэтому температура внутри помещения быстро стабилизируется. При достаточной толщине стен такие дома можно не утеплять, поскольку дерево само по себе может служить термоизоляцией.

Однако, для того, чтобы деревянный дом был теплым, толщина наружных стен из сплошной древесины должна составлять более 40 см, из клееного бруса 35-40 см, а из оцилиндрованного бревна более 50 см. Стоимость строительства такого жилья очень высока. Остается, либо игнорировать современные требования и строить дом, например, из бруса толщиной минимум 20-22 см или из бревен диаметром 24-28 см (при этом понимать, что расходы на отопление будут достаточно высокими, особенно если в доме нет магистрального газа), либо стены деревянного дома все же придется дополнительно утеплять.

Людям, которые на первое место ставят комфорт и целесообразность, лучше подумать об утеплении деревянного дома. Тогда дерево создаст в доме оптимальный микроклимат, а утепление обеспечит экономию на отоплении. По сравнению с кирпичом теплопотери деревянного дома значительно меньше. Но все же, для того, чтобы теплый дом из дерева был еще и экономичным, ему требуется дополнительная теплоизоляция.

Дома из каркаса

По своим характеристикам каркасная технология строительства выглядит намного лучше кирпичного или деревянного дома и не требует дополнительного утепления. Если в зоне климата, где планируется строительство загородного дома, зимой бывают низкие температуры, то каркасная технология является самым идеальным вариантом.

Технология каркасного домостроения подразумевает слой термоизоляции внутри стен, который позволяет оградить помещения от наружного холода. Большим плюсом постройки каркасного дома, в сравнении с деревянным или кирпичным, является высокая энергоэффективность при очень небольшой толщине стен.

Данная технология позволяет возводить абсолютно разные по своему функциональному назначению объекты:

Каркасные дома для сезонного проживания.
Например, каркасно-щитовые, дома из СИП-панелей и прочие «эконом» варианты, используемые, в основном,
как летние дачи.

Теплые каркасные дома для постоянного проживания.
Например, здания на монолитном фундаменте, с утеплением стен не менее 200 мм, с внутренними инженерными коммуникациями.

Здания по технологии 3D каркас являются не только самыми теплыми каркасными домами для постоянного проживания, но также являются лидерами по энергоэффективности. В этом мнения многих специалистов совпадают: 3D каркас обладает исключительной способностью к сохранению тепла, имеет параметры «пассивного дома» и рекомендован для использования на всей территории нашей страны в качестве энергоэффективного жилья.

Прямо противоположные мнения, по сути следующие:
- мнение, основанное на реальных физических процессах, на законах. Теплопроводность - однозначно полезное качество.
- мнение людей, втянутых в процесс производства продаж и строительства с применением материалов, имеющих плохую теплопроводность. Именно отсюда вырастает бред про " с точки зрения физики" и "синусоиду нестабильности".
Единственный процесс, при котором теплоемкость ухудшает ситуацию: быстрый прогрев помещений. Но и тут "фанаты" минват и "канадских" каркасов лукавят: обычно представляются цифры прогрева всей конструкции. Мол, дом из бруса нагреется за Х часов, а из минваты раз в осьнадцать быстрее. Но комфортная температура в помещении будет уже при прогреве некоторого небольшого внутреннего слоя стен и перекрытий. И не нужно дожидаться прогрева всей конструкции.
Идем дальше. Дача. Вроде как для приездов на выходные в холодный период года лучше, если она нагревается быстрее. Т. е. теплоемкость большая - во вред. Но разве дача используется только в холодный период? А летом?
А летом жарко. И дом с плохими показателями теплоемкости гораздо хуже сохраняет прохладу. Фазовый сдвиг у каркасника, утепленного каким-нибудь базальтом, минимальный. И в таком доме жару без кондиционера не победить. А в доме с хорошей теплоемкостью кондиционер совсем не обязателен.
Теперь про то, что "платить за обогрев будете одинаково". Рассмотрим некий период с устоявшимися температурами. Днем температура выше, ночью ниже. Что будет в доме с низкой теплоемкостью? Температура внутри помещений будет также "гулять" с достаточно большой амплитудой. Для того чтобы она оставалось комфортной, ее нужно регулировать.
1. Вручную. При этом неизбежны ситуации, когда в доме будет вырабатываться избыточное тепло:
- при росте температуры на улице уменьшается разница температур, тепло отдается через стены с высокой скоростью, а обогреватель, пока Вы не изменили его настройку, производит его столько же. Тепла, а следовательно топлива, расходуется больше.
- ночью идет падение уличной температуры. И чтобы не вставать среди ночи, необходимо делать настройку с запасом, иначе тепла от обогревателя к утру станет недостаточно.
2. Некоей АСУ. Но за нее надо заплатить. За регулятор, за исполнительные устройства и датчики, за прокладку проводки к этим устройствам.
А теперь берем дом с хорошей теплоемкостью. Даже при печном отоплении температура в доме остается комфортной.
В таком доме гораздо проще регулировать поддержание теплового режима. В том числе и в автоматическом режиме.
Причем, обратное утверждают исключительно те, кто вовлечен в бизнес, связанный с материалами, умеющими только утеплять (минваты, пенопласты и т. п.).
Совершенно верно, что это чушь.
Дабы не быть голословным, вставлю графики, отображающие, как реагируют 200мм минваты и сосны на уличную жару летом.
*Теплопроводность - однозначно полезное качество.*
Весьма убедительно!
*Именно отсюда вырастает бред про " с точки зрения физики" и "синусоиду нестабильности".*
Круто! И не менее убедительно!
*Даже при печном отоплении температура в доме остается комфортной.*
Опять достойный "АргУмент" .Конечно же, мы Вам верим! Тут, на форуме, никто и никогда и не слышал, и не жил в доме с печью.
*В таком доме гораздо проще регулировать поддержание теплового режима. В том числе и в автоматическом режиме.*
Все так же убедительно.
*Совершенно верно, что это чушь.*
Здорово Вы всех тут построили и порядок навели.