Теплозащита (теплоизоляция) дома

Основная задача теплозащиты обеспечить комфорт проживания в доме. Комфорт в помещении зависит от:

• Температуры внутреннего воздуха (оптимально 20 – 220С);
• Температуры внутренних поверхностей стен, ограждающих помещение (минимум 16 - 180С, в противном случае появляется ощущение сквозняка);
• Тепловой инерции стен, ограждающих помещение (аккумулирование тепла; стенами, при низкой тепловой инерции - быстрый нагрев, быстрое охлаждение).
• Температуры поверхности пола (оптимально 22 - 240С);
• Относительной влажности воздуха в помещении (нормально 50 - 60%, <40% - сухость слизистой оболочки, >60% - тепличный климат, повышенная влажность)
• Движения воздуха (максимально 0,2 м/с,  >0,2 м/с – ощущение сквозняка).

Для обеспечения теплозащиты дома необходимо учитывать ряд факторов, которые в значительной мере отличаются для зимы и лета.

Зимняя теплозащита

1. Теплоизоляция ограждающих конструкций  (стены, перекрытия, окна, наружные двери)
2. Тепловая инерция ограждающих конструкций (стены, потолки / полы). Для комфорта человека вблизи стен, а также предотвращения конденсата  влаги тепловая инерция конструкций имеет очень важное значение
3. Расположение отдельных слоев в многослойных ограждающих конструкциях.  Правильная последовательность слоев «изнутри – наружу» особенно важна. Иначе   возможно образование конденсата внутри конструкции.
4.   Общий коэффициент пропускания энергии окнами и прочими светопрозрачными конструкциями (наружные двери с остеклением, зимние сады и т.п.)
5. Отношение площади окон и других светопрозрачных конструкций к площади поверхности наружных ограждающих конструкций здания (окна часто являются слабыми местами)
6. Географическое положение дома (широта, высота над уровнем моря, условия облачности, частота туманов)
7. Ориентация окон и других светопрозрачных конструкций по сторонам света. Солнечные теплопоступления различны в зависимости от ориентации.
8. Воздухообмен (открывание окон и наружных дверей; воздухопроницаемость окон и дверей за счет швов и неплотностей; принудительный воздухообмен с или без рекуперации тепла).

Летняя теплозащита

1. Солнцезащитные устройства (маркизы, солнцезащиные навесы, жалюзи)
2. Накопление тепла в ограждающих конструкциях (стены, потолки / полы). Достаточная теплоемкость конструкций выражается в благоприятном соотношении амплитуд температуры на их внешних и внутренних поверхностях
3. Расположение отдельных слоев в многослойных ограждающих конструкциях – высыхание конструкций в летние месяцы (период выпаривания влаги), тепловая инерция и сдвиг по фазе температурных колебаний на поверхности конструкции
4.   Общий коэффициент пропускания энергии окнами и прочими светопрозрачными конструкциями (наружные двери с остеклением, зимние сады и т.п.)
5. Отношение площади окон и других светопрозрачных конструкций к площади поверхности наружных ограждающих конструкций здания 6. Географическое положение дома (широта, высота над уровне моря, условия облачности)
7. Ориентация окон и других светопрозрачных конструкций по сторонам света (различные солнцезащитные устройства в зависимости от ориентации)
8. Возможности вентиляции (принудительная вентиляция, с помощью открывания окон)
9. Окраска наружных поверхностей стен (светлые поверхности отражают тепловые лучи, темные поверхности поглощают тепловые лучи).

Тепловые потери помещения определяются двумя факторами:

• Трансмиссионными потерями, которые складываются из потоков тепла, которое помещение отдает через стены, окна, двери, потолок и пол.
• Вентиляционными потерями, под которыми понимается количество тепла, необходимое для нагрева до температуры помещения холодного воздуха, проникающего через негерметичности окна и в результате вентиляции.

В России для оценки теплозащитных характеристик конструкций принято сопротивление теплопередаче Ro (м²•°C/Вт), величина, обратная коэффициенту теплопроводности k, который принят в нормах DIN. Чем больше сопротивление теплопередачи конструкции, тем лучше ее теплоизолирующая способность. Увлажнение ухудшает теплоизолирующую способность.

Коэффициент теплопроводности k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1м² конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/м² К. Чем меньше значение k, тем меньше теплопередача через конструкцию, т.е. выше ее изоляционные свойства.

К сожалению, простой пересчет k в Ro (k=1/Ro) не вполне корректен из-за различия методик измерений в России и других странах. Однако, если продукция сертифицирована, то производитель обязан представить заказчику именно показатель сопротивления теплопередаче.

От значения показателей Ro зависит и температура поверхности ограждающей конструкции, обращенная во внутрь помещения. При большой разнице температур происходит излучение тепла в сторону холодной поверхности.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций нормируется СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника". Кроме общероссийских нормативных документов существуют еще и местные, в которых определенные требования для данного региона могут быть ужесточены.

Ощущение комфорта в помещении зависит от:

• Температуры поверхности стен.
Чувствует ли человек себя комфортно в помещении, зависит, наряду с уже упомянутыми факторами, также и от теплового излучения поверхностей ограждающих это помещение конструкций. Мы чувствуем себя комфортно, с точки зрения температуры, в том случае, если внутренние поверхности стен зимой не более чем на 3 0С ниже, а летом не более, чем на 3 0С выше температуры воздуха в помещении. Температура поверхности стен зависит от их сопротивления теплопередачи.

• Температуры поверхности пола
Для полов, вследствие непосредственного контакта с телом человека через подошвы ног, справедливы другие значения. Для того, чтобы не отбирать у человека слишком много тепла, температура поверхности пола не должна быть ниже 15-20 0С. А оптимальной и приятной ощущает человек поверхность пола с температурой от 22 0С до 24 0С. Здесь также играет роль и продолжительность пребывания человека в помещении.
При напольном отоплении (теплые полы) температура поверхности пола не должна быть выше 25-30 С.

• Тепловой инерции стен
Тепловая инерция стен играет большую роль как для зимней и так и для летней теплозащиты. Так как способность к накоплению тепла очень сильно зависит от плотности, то у тяжелых стен она лучше, чем у легких конструкций. Зимой помещения с большой теплонакопительной способностью при отключении отопления охлаждаются не так быстро, летом избыточная энергия в дневное время может накапливаться для того, чтобы ее отдать в воздух помещения в прохладные ночные часы.