9 Ноя 2011

Поэтому хорошая теплоизоляция имеет решающее значение для функционирования пассивного дома. Каждый пассивный дом является конкретным доказательством эффективности мероприятий по теплозащите зданий. Пассивный дом просто не смог бы функционировать, если теплопотери через наружные конструкции не были бы сокращены до минимума. Только при этих условиях даже в самые холодные дни значение отопительной нагрузки может быть настолько мало, что возможно отопление только с помощью нагрева приточного воздуха (либо с помощью небольших отопительных приборов). И этот принцип работает в пассивных домах. Чтобы понять этот принцип, необходимо составлениеэнергобаланса здания. Такие балансы были подтверждены прямыми измерениями в сотнях зданий. Результаты этих измерений каждый раз подтверждали действительность физических законов теплопроводности.

Теплопотери через расчетные строительные конструкции, а именно наружные стены, пол, верхнее междуэтажное перекрытие или крышу, характеризуются коэффициентами теплопередачи U, Вт/(м²К) (или в РФ чаще обратной величинойR₀, (м²ºС)/Вт). Эта величина показывает, сколько тепла отдается строительной конструкцией наружу в единицу времени при изменении температуры на 1 ºС (или 1 К, "Кельвин"). Единица измерения коэффициента теплопередачи U выражается в Вт/(м²К).

Для расчета теплопотерь через стену необходимо перемножить коэффициент U, площадь и разность температур. Например, типичный коттедж имеет снаружи площадь стен 100 м². При суровых условиях в зимнее время в Средней Европе наружная температура составляет -12 °C и требуемая внутренняя температура 21 °C. При различных значениях коэффициентов теплопередачи получается следующая мощность теплопотерь (тепловой поток) через наружные стены при "расчетных условиях".

Теплопотери являются решающей составляющей энергобаланса здания. Любые теплопотери необходимо компенсировать соответствующими теплопоступлениями. В противном случае произойдет падение температуры в доме.

С помощью компактной типовой системы отопления для пассивного дома можно выработать около 1000 Вт мощности (это мощность обычного фена для сушки волос). Так как большая часть этой мощности пойдет на компенсацию теплопотерь от наружных стен, то, конечно же, коэффициент теплопередачи стены U должен быть действительно очень низким (или должно быть очень высокое значение сопротивления теплопередаче R₀).

Что же это означает для теплоизоляционной оболочки здания? В первую очередь становится ясно, что достижения таких низких величин U (или высоких R₀) возможно только благодаря материалам с высокими теплоизоляционными характеристиками. В следующей таблице приведена информация, какой толщиной должны быть однослойные наружные конструкции, чтобы достичь стандартных характеристик ограждающих конструкций пассивного дома с величиной U ≤ 0,13 Вт/(м²К) (или R₀ ≥ 7,7 (м²ºС)/Вт):

В таблице наглядно показано, что разумные границы по толщине наружной оболочки здания возможны только в том случае, если достигается существенный теплоизоляционный эффект с использованием утеплителей с низкими значениями коэффициентов теплопроводности. Для этого подходят все материалы, расположенные "ниже жирной черты" в таблице. Конечно же, комбинация с другими материалами возможна и во многих случаях необходима. Например: утепленная снаружи бетонная стена или монолитная стена из пенобетона с теплоизоляционными плитами из силиката кальция. Конструкция наружной оболочки будет тем тоньше, чем ниже коэффициент теплопроводности используемой теплоизоляции. Так для пассивного дома (в условиях Германии) при применении в качестве наружных стен блоков из прессованной соломы необходимая толщина составит около 50 см или более. При применении эффективных утеплителей (минеральная вата, пенополистирол, целлюлозная теплоизоляция) толщина теплоизоляции составит около 30 см. При использовании высокоэффективных утеплителей, таких как пенополиуретан, толщина теплоизоляции снизится до 20 см. Есть еще более эффективные виды теплоизоляции. Так, например, в Германии в настоящее время допущена к применению вакуумная теплоизоляция. С использованием вакуумных изоляционных панелей (ВИП) можно действительно получить очень эффективную и одновременно тонкую наружную оболочку. Также успешно себя зарекомендовал другой вариант -"полупрозрачная теплоизоляционная оболочка". При этом суммарная солнечная радиация абсорбируется не на поверхности оболочки, а проходит в глубину теплоизолированной конструкции, чтобы снизить разность температур и достичь низкого значения коэффициента теплопередачи U, эквивалентного требуемым значениям. 

Тепловизионный снимок с внутренней стороны нижнего угла наружной стены. Нет никаких холодных точек (снимок PHI). Применение хорошо выполненной и массивной теплоизоляции автоматически ведет к теплым внутренним поверхностям, что улучшает защиту строительных конструкций от различных негативных факторов, т.к. снижается влажность материала и повышается комфорт.

Сравнение тепловизионных снимков наружных фасадов старого здания (вверху) и пассивного дома (снимок PHI). Наружная поверхность у пассивного дома холодная (синий цвет, около 5 °C), ее температура примерно соответствует температуре свободно стоящих объектов (например, балконное ограждение). У старого здания на снимке температуры на наружных стенах достигают 9°C. На столько же велики и теплопотери.

Начало активности (дата): 09.11.2011

← Возврат к списку