Как форма здания влияет на его тепловые потери

Многие энергоэффективные решения закладываются еще на этапе проектирования и строительства дома.

Одни из них стоят денег: выбор толщины и материала стен, наличие утепления стен и отсутствие ошибок в утеплении крыши, количество и качество монтажа окон, тип стеклопакетов и так далее. Но есть и другие, т.н. конструктивные решения, которые условно бесплатны.

Одно из таких решений — площадь наружных стен, через которые проходит тепло. Чем больше площадь стен – тем выше тепловые потери здания. Далее мы рассмотрим, как обычное изменение формы здания позволит сократить потенциальные теплопотери на 30%, при этом не уменьшая его жилую площадь.

Статья будет полезна тем, кто только планирует строительство дома.

Пример

Допустим, вы строите одноэтажный дом площадью 180м² и высотой потолков 3м. Материал стен не имеет значения, но для дальнейших расчетов предположим, что это газобетон, толщиной 40см, без утепления.

Рассмотрим две популярные формы здания: обычную прямоугольную (квадратную) и в форме буквы «Г».

Жилая площадь в обоих случаях одинаковая — по 180м², однако площадь наружных стен — разная. В первом варианте это 162м², а во втором — 216 м², что на 54м² больше.

Сколько это в деньгах

Чтобы понять, во сколько это обходится, определим тепловые потери здания через стены и подсчитаем, сколько понадобится газа, чтобы их компенсировать.
При уличной температуре 0° С и внутренней +22 °С, теплопотери на 1м² стены составят 7,85 Вт/ч. Также нам понадобятся такие значения как длительность отопительного периода – 150 суток, скорость ветра — 3 м/с и цена газа – 5 руб/м³.

	Вариант А	Вариант Б
Площадь наружных стен, м²	162	216
Суточные теплопотери, кВт	24,53	32,71
Годовые теплопотери, кВт	3 680	4 906
Расход газа, м³/год	528,7	704,9
Годовые затраты, руб	16 690	25 920
Переплата за отопление, руб/год		6 230

За счет изменения формы здания его потенциальные теплопотери удалось снизить на 1227кВт-ч/год, что при тарифе на газ 35 руб/м³ составит 6030руб/год. С одной стороны это немного, но с другой — не требует никаких дополнительных затрат.

Кроме того, нужно учитывать следующее:

Энергоресурсы постоянно дорожают, и экономия с каждым годом будет только увеличиваться.
Чем хуже теплоизоляционные качества материала стены, тем больше будет экономия. Для стены из ракушняка она составит 15 169руб/год, пустотелого кирпича — 20 036 руб/год, пенобетона — 15000 руб/год.
В расчетах использована средняя уличная температура 0° С, но чем холоднее на улице, тем больше теплопотери. Для примера выше, при уличной температуре -10 °С (вместо 0 °С) переплата за отопление будет уже на 50% выше — 8500 руб/год.
Каждый угол в здании – это мостик холода. У дома квадратной формы четыре угла, а у дома Г-образной формы – шесть. То есть, во втором случае вы получаете на два дополнительных мостика холода больше (которые также увеличат теплопотери на 5-15%). Если же здание имеет еще более сложную форму, то и углов, соответственно, будет больше.
Если вы решите утеплить дом, то втором случае площадь утепления будет на 54 м²больше. При цене утепления пенопластом 800руб/м², переплата составит 100 000 руб.
Расчеты произведены для отопления газом. При использовании альтернативных источников тепла, затраты на отопление будут другими.

Заключение

Выбор формы здания — одно из конструктивных решений для строительства энергоэффективного дома.

Квадрат и прямоугольник – фигуры, которые имеют наименьшее соотношение площади наружных стен к внутренней площади (кроме круга). Такая форма дома не только позволит сократить потенциальные тепловые потери до 30% без ущерба для жилой площади, но еще и минимизирует количество углов – потенциальных мостиков холода.

Важно понимать: изменение формы здания не может быть самоцелью. Расценивайте это как одну из рекомендаций для строительства максимально энергоэффективного дома.