Целью данной статьи является освещение проблемы выбора наиболее дешевого и энергосберегающего способа отопления коттеджа с панорамным остеклением в г. Москва, Московской области. Автором рассчитывается максимальное потребление энергии системой отопления и ее стоимость за месяц в данном регионе. В статье предоставлены обзор систем отопления и расчёты, а также дополнительные рекомендации по уменьшению тепловых потерь.
Ключевые слова: энергосбережение, тепловые потери, расчет тепловых потерь
The purpose of this article is to highlight the problems of choosing the cheapest and most energy efficient way of heating the cottage with panoramic glazing in Moscow, Moscow region. The author calculated the maximum energy consumption of the heating system and the cost for a month in the region. The article provides an overview of heating systems and calculations, and also recommendations to reduce heat loss.
Key words: energy efficiency, heat loss, heat loss calculation.
Панорамное остекление является разновидностью светопрозрачного фасада. Различие между витражным, фасадным и панорамным остеклением незначительны. Обычно, под панорамным остеклением понимают остекление целого фасада здания, а не отдельных проемов.
Благодаря панорамному остеклению мы можем видеть множество стеклянных зданий, таких как офисные и торговые центры, автосалоны, кафе и рестораны.
Такой интерес к панорамному остеклению обусловлен рядом уникальных характеристик, среди которых:
– Обзорность — человек, находящийся внутри стеклянного здания видит панораму окружающего пространства. С другой стороны, человек находящийся снаружи стеклянного здания видит то, что происходит внутри — актуально для автосалонов, ресторанов и торговых центров.
– Дизайн — строительство стеклянных зданий и применения панорамного остекления дают интересный внешний вид строению, относят здание к категории hi-tech.
– Освещенность — здание, где используется панорамного остекление увеличивается поток естественного освещения помещения.
Помимо использования панорамного остекления для бизнеса, оно часто применяется и в индивидуальном строительстве, особенно владельцами пентхаусов, таунхаусов.
Интерес, с которым архитекторы и частные домовладельцы заказывают панорамное остекление обусловлен желанием человека приблизится к природе, а также расширить свою жилую площадь. При близости деревьев к дому, особенно хвойных, панорамное остекление создаст ощущение «вечно зеленого леса» даже в зимнее время года.
Существует много вариантов отопления при панорамных окнах, самые популярные из них:
– использование теплого пола вдоль остекления;
– использование внутрипольных конвекторов;
– использование трубчатых радиаторов;
– использование вертикальных радиаторов;
– использования традиционных панельных радиаторов.
В данной статье авторами проанализирована способы отопления двухэтажного коттеджа с панорамными окнами (см. рис. 1). В административном отношении объект исследования расположен в г. Москва, Московской области. Климатическая характеристика района исследования принята, согласно [4]. Климатические параметры:
– температура воздуха наиболее холодной пятидневки — минус 25˚С (обеспеченностью 0,92);
– продолжительность отопительного периода: Zht = 205 суток;
– средняя температура воздуха отопительного периода со средней суточной температурой воздуха -минус8˚С: tht = минус 2,2°С;
Рис. 1. План коттеджа в г. Москве
Расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях принята:
– в гараже + 5°С;
– в помещениях жилой части по [3, табл. 1];
Принятые расчетные температуры внутреннего воздуха в помещениях приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Наименование этажа |
Наименование помещения |
Расчетная температура |
|
Жилая часть 1–2 этажи |
Жилая комната |
+20°С, +22°С |
|
Кухня |
+18°С |
|
|
Котельная |
+5°С |
|
|
Лестничная клетка |
+16°С |
Двухэтажный коттедж имеет следующее объемно-планировочное решение:
– на первом этаже расположены жилые комнаты, санузел, кухня, котельная, неотапливаемый гараж;
– на втором этаже расположены жилые комнаты.
Вертикальной связью между этажами в коттедже является лестничная клетка.
Высота помещений на этаже:
– первый этаж, h = 4,00 м;
– второй этаж, h = 3,00 м;
Теплоснабжение здания предусмотрено от котельной. Теплоносителем для системы отопления является вода с параметрами 95–70 °С.
Теплый пол
Из всех видов отопления именно система теплых полов оказывает наиболее благоприятное воздействие на здоровье человека, ведь благодаря такой системе обогрева вы сможете правильно отапливать помещение: самая комфортная для человека температура помещения — это около 25 градусов возле пола (на уровне ног) и 21 градус на уровне головы. Именно такой температурный режим обеспечит вам установленный теплый пол. Качественный кабельный обогрев пола и кровли с помощью нагревательного, греющего кабеля для теплого пола (см. рис. 2) не только обеспечивает оптимальную температуру в помещении, но и позволяет экономить Ваши средства.
Рис. 2. Теплый пол
Расчет максимального потребления энергии электрическим теплым полом
Сделаем небольшой примерный расчет и посчитаем максимальное потребление системы в помещениях площадью 70 квадратных метров:
Площадь обогреваемого участка помещения — 49 квадратных метров. Учитываем, что систему теплого пола достаточно установить на площади в 70 % от общей, чтобы обеспечить обогрев всего помещения.
Мощность системы– 240 Вт на 1м². Следовательно, общая номинальная мощность равна:
Р=240 ·49=11,76 кВт.
Пол у нас включен постоянно, это значит, в сутки он работает от 6 до 8 часов. Умножаем 8 часов на 1,5 кВт и получаем максимальное энергопотребление установки в день:
Рсут=11,76 ·8 = 94,08 кВт·ч.
В месяц получится:
Рмес=94,08 ·30=2822,4 кВт·ч.
Стоимость 1 кВТ·ч в Москве равна 5,03 рублям. В итоге получаем:
С=2822,4 ·5,03 =14196,672 руб.
Это максимальная цифра. Реальный расход энергии будет намного ниже, если мы будем выключать полы летом, установим терморегулятор, который будет следить за температурой, а также отключаться, когда мы уходим и включаться по нашему возвращению.
Расчет максимального потребления энергии водяным теплым полом
Сделаем небольшой примерный расчет и посчитаем максимальное потребление системы в помещенииях площадью 70 квадратных метров:
Площадь обогреваемого участка помещения — 49 квадратных метров. Учитываем, что систему теплого пола достаточно установить на площади в 70 % от общей, чтобы обеспечить обогрев всего помещения.
Мощность системы– 65 Вт на 1м². Следовательно, общая номинальная мощность равна:
Р=65 ·49 м²=3,12 кВт.
Пол у нас включен постоянно, это значит, в сутки он работает от 6 до 8 часов. Умножаем 8 часов на 1,5 кВт и получаем максимальное энергопотребление установки в день:
Рсут=3,12 ·8 = 24,96 кВт·ч.
В месяц получится:
Рмес=24,96 ·30=748,8 кВт·ч.
Стоимость 1 кВТ·ч в Москве равна 5,03 рублям. В итоге получаем:
С=748,8 ·5,03 руб.=3766,464 руб.
Это максимальная цифра. Реальный расход энергии будет намного ниже, если мы будем выключать полы летом, установим терморегулятор, который будет следить за температурой, а также отключаться, когда мы уходим и включаться по нашему возвращению.
Внутрипольные конвекторы
Это устройство, состоящее из корпуса (корыто, канал), изготовленного из различных материалов. Чаще всего для изготовления корпуса внутрипольного конвектора используют нержавеющую или оцинкованную сталь, обладающую повышенной стойкостью к воздействию коррозии. В корпус вмонтирован теплообменник, для изготовления которого применяется медная трубка, изогнутая в форме подковы (см. рис. 3). Производительность конвектора зависит от температуры подаваемого теплоносителя и интенсивности воздухопотока, создаваемого вокруг теплообменника. Конвекторы могут использоваться в различных системах отопления, работающих в широком диапазоне температур теплоносителя — от 45 до 90°C.
Рис. 3. Внутрипольный конвектор
Расчет максимального потребления энергии конвектором
Сделаем небольшой примерный расчет и посчитаем максимальное потребление системы в помещениях с панорамными окнами:
Суммарная мощность конвекторов для наших помещений:
Рсум = 14190 Вт·м2
Отсюда, потребляемая мощность равна:
Рпотр. =0,6·14190=8514 Вт·м2
Пол у нас включен постоянно, это значит, в сутки он работает от 6 до 8 ча-сов. Умножаем 8 часов на кВт и получаем максимальное энергопотребление установки в день:
Рсут =8·8,514=68,11 кВт
В месяц потребляемая мощность будет составлять:
Рмес= 30·68,11= 2043,36 кВт
Стоимость 1 кВТ·ч в Москве равна 5,03 рублям. В итоге получаем:
С=2043,36·5,03= 10278,1 ру
Теплый плинтус
Теплый плинтус — это нагревательный прибор высотой 14 см от пола и шириной 3 см, который устанавливается на стены по периметру помещения вместо плинтуса. Конструктивно плинтусная система состоит из теплообменных греющих модулей, которые представляют собой две медные трубы с насаженными на них ламелями и закрытые внешним разборным алюминиевым коробом. По способу нагрева модуля, плинтусная система разделяется на водяную и электрическую.
Принцип работы системы плинтусного отопления основан на эффекте, при котором теплый воздух как бы «прилипая» к стенам помещения, медленным потоком поднимается вдоль них, отдавая поверхностям свое тепло (см. рис. 4). Вдоль наружных стен и окон создается «тепловой экран», препятствующий оттоку тепла. Стены излучают тепловую энергию, которая передается на все предметы: пол, мебель, потолок, а воздух в комнате прогревается уже вторично, от предметов. В результате, благодаря равномерному распределению тепла по высоте и периметру помещения и отсутствию активной конвекции создается комфортный микроклимат для человека.
Рис. 4. Теплый плинтус
Расчет максимального потребления энергии теплым плинтусом
Сделаем небольшой примерный расчет и посчитаем максимальное потребление системы в помещениях с панорамными окнами:
Потребляемая мощность плинтуса длинной 25,54 м равна:
Рпотр. =0,6·200·25,54= 0,6 ·5108= 3064,8 Вт
Умножаем 8 часов на кВт и получаем максимальное энергопотребление установки в день:
Рсут =8· 3064, 8= 24,52 кВт
В месяц потребляемая мощность будет составлять:
Рмес= 30·24,52= 735,55 кВт
Стоимость 1 кВт·ч в Москве равна 5,03 рублям. В итоге получаем:
С=5,03·735, 55= 3699, 83 руб
Способы отопления с использованием жидких теплоносителей (теплый водяной пол, теплый водяной плинтус) всегда дешевле электрического отопления при российских ценах. И даже при значительных первоначальных расходах, эти вложения быстро окупаются.
Таблица 2
|
Способ отопления |
Стоимость отопления, руб./мес. |
|
Конвективное отопление |
10278,1 |
|
Отопление водяным теплым полом |
3766,46 |
|
Отопление электрическим теплым полом |
14196,67 |
|
Отопление теплым водяным плинтусом |
3699, 83 |
Электрические виды отопления выбирают из-за удобства монтажа и эксплуатации, особенно, когда требуется дополнительное отопление или тепловая завеса.
Выбирая способ отопления, нужно учитывать местные расценки на энергоносители и существующие лимиты на домохозяйство. При московских расценках самым дешевым способом получилось радиаторное отопление.
Сохранение тепла зависит и от конструктивных особенностей панорамного окна, и от вида отопительных приборов, и от качества монтажа. Для уменьшения расходов надо предусматривать дополнительные приемы уменьшения теплопотерь: использование жестких рам специальными защитными покрытиями, например, стекла с отражающим инфракрасное (тепловое) излучение покрытием. Такое остекление не выпустит лишнего тепла наружу зимой и не впустит его летом. Но «почти» написано недаром: покрытие, к сожалению, не очень-то долговечно, и через 5–7 лет стеклопакеты придется менять.
Тут надо решать: то ли постоянно и много переплачивать за отопление, то ли по мере потребности оплачивать замену стеклопакетов. Уже при существующих тарифах последний вариант предпочтительнее, а технология теплых стекол все же совершенствуется.
Литература:
- 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23–01–99*. — М.: Минрегион России, 2012.
- СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41–01–2003 — М.: Минрегион России, 201
- СП 44.13330.2012. Административные и бытовые здания. Актуализированная редакция СНиП 2.09.04–87. — М.: Минрегион России, 2012.
- СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23 -02–2003. М.: Минрегион России, 2012.
- СП 23–101–2004. Проектирование тепловой защиты зданий. Госстрой России, 2004.
- Справочник проектировщика. Ч.1. Отопление. /Под ред. И. Г. Староверова и др. — М.: Стройиздат, 1990.
- «Правила предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов»: постановление Правительства РФ от 6 мая 2011 года № 354//Собрание законодательства. — 2011.
