Теплые стены для отопления зданий применялись уже давно и данная технология не нова. Например, в дворцах Санкт-Петербурга и по сей день можно встретить данную технологию, когда в подвале устанавливался котел, а в стенах проходили каналы, по которым циркулировал горячий воздух.
Теперь же, данная технология снова возвращается, но только немного преобразившись, вместо каналов в стенах мы имеем трубки с теплоносителем или же электрический кабель. Давайте постараемся разобраться в данной технологии, ее плюсах и минусах, целесообразности и экономичности, влиянии на здоровье человека и микроклимат в доме.
В наше время есть много способов обогреть свой дом и это приводить к большой проблеме, а именно к рациональному выбору системы отопления дома.
В первую очередь нам нужно разобраться, что такое система отопления и зачем она нужна в доме? Главная задача системы отопления – компенсировать теплопотери дома в отопительный сезон. То есть, если дом имеет какие-нибудь потери тепла, например 30 кВт/ч через все ограждающие конструкции, то нам нужно эти потери компенсировать, чтобы чувствовать себя в доме комфортно и поддерживать температуру в 20°С. В этом и кроется вся загадка, тип системы отопления особой роли не играет и не важно, чем мы будем компенсировать эти потери, будем палить газ, уголь или дрова, будем использовать теплые стены, теплые полы или радиаторы – все это, не имеет ни какого значения. Нам нужно 30 кВт/ч дать в дом для того, чтобы компенсировать теплопотери!
Если мы делаем теплый дом, как систему, уменьшая его потери, например в 1,5 раза, то и для отопления нам нужно будет уже 20 кВт/ч. И вот мы подошли уже к самому главному к выбору системы отопления, а вернее к сравнению КПД разных систем. Ни для кого не секрет, что нужно выбирать систему отопления с наиболее высоким коэффициентом полезного действия.
Принцип работы теплых стен
Давайте более подробно рассмотрим отопление дома с помощью теплых стен. Что же нам пишут рекламные статьи по этой технологии? А то, что используя теплые стены в качестве отопительного прибора, мы увеличиваем площадь отопителя, тем самым понижаем температуру теплоносителя.
Давайте проведем аналогию с теплыми полами. Например если мы разогреваем теплый пол больше 29°С, то человек начинает чувствовать себя очень не комфортно, ему жарко, нарушается баланс по теплообмену. Согласно европейским нормам перепад температур между воздухом и поверхностью теплого пола не должен быть более 9°С. Например, в жилой комнате нормативная температура 20°С, то пол мы можем разогреть до 29°С. Если это ванная комната, где температура воздуха должна быть 24°С, то пол мы можем разогреть до 33°С – больше не комфортно, меньше – пожалуйста.
Теплые стены у нас имеют точно такие же ограничения, как с точки зрения нормативных документов, так и физиологии человека, потому что более высокая температура воспринимается, как не комфортная. Единственная разница в том, что для стен эта разница составляет 11°С.
Если в жилой комнате стена излучает тепло, то ее температура не должна превышать 31°С. Данная температура будет комфортной для человека, который находится на расстоянии 1 м от стены. То есть перепад температур между поверхностью стены и воздухом будет 31°С — 20°С = 11°С.
Почему человеку будет не комфортно, если перепад температур будет выше? Мы воспринимаем температуру, как контакт с воздухом, в этом случаи идете обмен между воздухом и нами, а второй вариант, — как лучистое тепло. И вот что получается, чем выше температура поверхности, чем сильнее лучистое тепло. Поэтому большой перепад температур между воздухом и греющей поверхностью будет создавать сильный тепловой поток и человеку чувствует себя не комфортно в данном помещении.
В этом и кроется весь подвох, так как 85% тепла стены передается к человеку по средствам лучистого тепла. Но чтобы получить эти 85%, теплоноситель в теплой стене должен иметь температуру 40°С. Об этом молчат продавцы, которые рекомендую теплые стены, как систему отопления дома. Такая же температура в радиаторах системы отопления и по большому счету, котлу все равно, что нагревать стены или радиаторы. В хорошо утепленном доме радиатор с температурой теплоносителя 40°С хорошо справляется со своей задачей.
Из этого следует вывод, что понижая температуру теплоносителя ниже 40°С, мы резко сокращаем лучистое тепло, которое излучает стена. Поэтому делать теплую стену нет никакого смысла, так как мы не получим того комфортного тепла, которое получаем при более высоком теплоносителе.
Сравнивая теплый пол и стены, мы имеем, что проекция человека на пол значительно меньше, чем на стену (имеется в виду площадь контакта с лучистым теплом). Поэтому если говорить, что теплая стена дает лучистое тепло, то ее температура должна быть 40°С, а как мы уже знаем, такая температура не комфортная для человека.
Почему 40°С? График удельной теплоемкости воды имеет не линейную зависимость. Его нижняя точка, где самая маленькая теплоемкость воды, будет находиться на 36,8 градусах. То есть это та температура, при которой воду легче всего нагреть на 1, 2 или 3 градуса и нужно затратить меньше энергии.
Утверждение о том, что при низкой температуре теплоносителя нам нужно затратить меньше энергии для нагрева дома не верно.
Дело в том, что любая система отопления – это посредник, и она должна нагреть воздух вокруг нас. Так как вода является посредником, а между нами и отопительным прибором есть воздух, который имеет низкую теплоемкость и его нужно нагреть, а вот каким способом и чем его греть абсолютно не важно, то лучистое тепло мы воспринимаем непосредственно, но для этого нужна высокая температура.
Для эффективной работы теплой стены нужна высокая температура, источник лучистого тепла!
Отопление теплой стеной дома экономически выгодно или нет?
Давайте рассмотрим утепленную наружную стену нашего дома и сделаем теплотехнический расчет. В расчете учитывается температура воздуха в комнате и наружная температура воздуха. За счет теплого воздуха внутри дома нагревается стена, которая контактирует с более холодным наружным воздухом и за счет этого начинает терять тепло. Эти потери мы и компенсируем. В строительных нормах сказано, что температура поверхности стены внутри помещения не должна быть ниже чем на 4°С от температуры воздуха в этом помещении. Например, температура воздуха в жилой комнате 20°С, то температура стены не должна быть ниже 16°С.
Давайте посмотрим на теплотехнический расчет стены. У нас есть кирпичная стена 510 мм и утепленная ЭППС 80 мм (конструкция стены и регион строительства в данном случаи не играет ни какой роли). Сопротивление теплопередаче по данным калькулятора: 3.46 (м²•˚С)/Вт.
Переходим во вкладку «Теплопотери» и внизу мы видим, что потери тепла за отопительный сезон составляют 25.12 кВт•ч на 1м2 стены. Это в том случаи, когда дом отапливается радиаторами или теплыми полами. Но если мы устанавливаем теплые трубы в стены, то температура внутренней части стены значительно повышается и будет составлять уже не 16°С, а 40°С.
Снова возвращаемся к калькулятору и повышаем температуру до 30°С (к сожалению, повысить до 40°С калькулятор не позволяет), смотрим на теплопотери, они составляют 37.31 кВт•ч при отоплении теплой стеной, что в полтора раза больше предыдущего результата.
Вывод: при температуре внутреннего воздуха 20°С потери дома будут значительно выше, если он будет отапливаться теплыми стенами, из-за того, что температура наружной стены будет выше, а чем выше разница температур, тем больше потери тепла. В отопительный сезон нужно будет больше денег заплатить за газ, электричество, дрова или другой вид топлива.
Что нужно сделать, чтобы уменьшить теплопотери?
Чтобы уменьшить теплопотери от теплых стен их нужно устраивать во внутренних стенах, которые не контактируют с наружным воздухом. В этом случаи мы сможем одной стеной обогревать два помещения, если это перегородка, например, между двух спален. Но если внутренняя стена примыкает к наружной стене, то мы будем прогревать и часть наружной стены, а это уже повышенные теплопотери. Поэтому нужно отступать от наружной стены.
Так же нужно помнить, что теплые стены нельзя ничем закрывать, например, устанавливать возле них шкаф или другие элементы интерьера. Так же возле теплых стен нельзя устанавливать кровать, человек будет чувствовать себя не комфортно.
А если теплыми сделать стены, которые граничат с коридором, ведь коридор это тоже дом и тепло будет оставаться в доме? Но в проходных зонах не делается обогрев, так как сюда теплый воздух попадает с жилых комнат. А если все же отапливать проходные зоны, то этот избыток тепла будет просто напросто выходить в вентиляцию и снова мы получаем теплопотери.
Вывод: теплую стену можно делать только между жилыми помещениями, только тогда мы можем говорить о какой-то целесообразности и рациональном использовании энергоресурсов.
Уменьшение теплопотерь, конструктивными решениями
Вы все же решили делать теплые стены в доме, невзирая на все вышеизложенные доводы неэкономичности данной технологии. Как поступить?
Есть два способа сделать конструкцию стены правильно:
В первом случаи нам нужно потратить больше денег на утеплитель. Во втором – мы закрываем стену утеплителем изнутри, тем самым нивелируем все свойства стенового материала, создаем парниковый эффект (при утеплении ЭППС) и сводим на нет такие свойства стены, как сорбция, капиллярная активность, инерционность и т.д. Если дом построен из кирпича, то это по сути деньги, выброшенные на ветер.
Вывод: теплая стена – дорогая система отопления дома, которая приводит к увеличению затрат при строительстве дома, очень сомнительная экономичность в эксплуатации, чтобы человек чувствовал себя комфортно, нужно делать теплыми все стены в доме и т.д.
Где лучше использовать систему «теплая стена»?
Если технология существует и позволяет решить какую-нибудь задачу, то нельзя про нее забыть, мы должны ее помнить и применять.
Теплая стена может использоваться, как дополнительный источник тепла в тех местах, где по каким-то причинам невозможно использовать другие технологии. Например, в доме сделаны теплые полы и из-за большого количества мебели открытой площади не достаточно для обогрева всего объема. В этом случаи на помощь могут прийти теплые стены, которые позволят увеличить площадь обогрева, так как эти технологии похожи и имеют одинаковый режим работы.
Влияние теплых стен на человека
Как и с теплыми полами в теплых стенах главное не переусердствовать и не повышать температуру больше допустимой в 40°С, так как избыток тепла негативно сказывается на здоровье человека.
Субъективно и психологически человеку намного приятнее, когда стена излучает тепло, а не отдает холодом.
Если дети привыкают к теплому полу и к теплым стенам, то пойдя в детский сад, они сразу же начинают болеть, так как дома созданы тепличные условия. Организм человека, пребывая в таких условиях, начинает терять иммунитет. Поэтому теплые стены наряду с теплыми полами должны быть дополнительным источником тепла, а не как основной!
