Комбинированная система отопления бревенчатого дома
В прежние времена одна добротная печь запросто обогревала несколько комнатушек небольшого деревянного дома. В наши дни домовладельцы выстраивают из бревен огромные дворцы. Часто у людей формируется представление, что такие постройки отапливают особым способом. Однако в бревенчатых домах стандартная система отопления работает столь же превосходно, как и в кирпичных.
Очень часто бревенчатые дома строят с одним камином. Если прежние типы каминов обычно вытягивали из комнаты весь теплый воздух, то современные модели намного эффективнее в рециркуляции тепла.
Самый энергосберегающий вариант — это расположение камина в центре дома, тогда тепло дымовой трубы не будет уходить на улицу. В этом случае внешняя труба камина может создать обратную тягу, если огонь гаснет, а вновь развести его достаточно трудно.
Если предполагается устройство в доме нескольких каминов, то лучше всего обратить два камина обратной стороной друг к другу так, чтобы их топки выходили в соседние комнаты. Это даст возможность построить одну общую трубу с двумя дымоходами.
Можно расположить камин сверху котла, то есть на первом этаже поместить котел отопительной системы, а над ним на втором этаже устроить камин, что позволит устроить два дымохода в одной трубе. На первый взгляд кажется более экономичным обустройство только одной зоны отопления и кондиционирования. Однако две такие зоны позволяют решить множество проблем.
Камин с изолированным воздушным трактом освобождает домовладельца от необходимости сооружения дымовой трубы, но при этом придется немало подумать над вопросом, как скрыть вентиляцию на внешней стене.
Кстати, трубу от дровяной печи можно пропустить через стену и вывести непосредственно наружу, соорудив вокруг нее защитную коробку, которая изображает дымовую трубу. Выбор всегда зависит от желаемого внешнего вида жилого дома и внутреннего интерьера. Но трубу можно оставить в комнате и вывести ее через крышу, что обеспечит больше тепла внутри помещения. Об отоплении бревенчатого дома желательно подумать заранее, еще на стадии дизайна. Эти дома сберегают энергию, но не стоит проявлять легкомыслие, будет мудрее как следует позаботиться о системе отопления, а заодно и о системе кондиционирования.
Хотя летом в бревенчатых домах прохладнее по сравнению с кирпичными строениями, но июльская погода вполне может испортить отдых ночной духотой. Ради сбережения пространства воздуховодов можно установить обогреватель с принудительной циркуляцией воздуха. Летом те же воздуховоды направить на обслуживание системы кондиционирования. Когда внутреннее пространство стен дома ограничено, то можно применить сеть компактных воздуховодов, работающих под высоким давлением, они поместятся в труднодоступных углах. Только вначале придется смириться с непреложным фактом, что установка таких систем обходится дороже. При использовании традиционного воздуховода всегда существует желание свести к минимуму углы. Поэтому следует так спроектировать стены первого этажа, чтобы воздух удобно поступал прямо на второй этаж. При наличии открытой планировки следует учитывать, что каким-то образом должны обогреваться верхние комнаты.
Поэтому для обеспечения эффективного воздушного потока понадобятся вентиляционные каналы на подачу и возврат воздуха. При сооружении цельных бревенчатых стен следует изыскать другой способ для проведения воздуховодов, электропроводки и водопроводов. В случае недостатка в вентиляционных каналах на возврат воздуха, летом в комнате может быть душно даже при открытых окнах.
В том случае, если наружные стены построены из цельного бревна, то приходится прокладывать большинство вентиляционных каналов в полу. При шпунтованном соединении бревен вентиляционные каналы можно проложить в стенах, обычно они там и проходят. Только план прокладки систем отопления и охлаждения следует предварительно проработать с подрядчиком. Иначе строители могут проложить каналы в самых неудобных местах, что не всегда можно исправить.
Тому, кто предпочитает оставлять свой термостат на минимуме в целях экономии энергии, следует учесть тот факт, что южная сторона бревенчатого дома всегда немного теплее его северной стороны. Можно воспользоваться близким расположением солнца к горизонту в зимний полдень и так спроектировать большие окна, чтобы они выходили на юг. Летом же солнце станет проходить над крышей, поэтому дом не перегреется. Северная сторона дома из-за отсутствия прямых солнечных лучей всегда будет заметно прохладнее.
Наилучшим решением может стать установка панельно-лучистого напольного отопления, хотя оно требует большего вложения средств. Напольное отопление распространяет тепло равномерно по всему дому, обеспечивая комфортную температуру в северных комнатах. Но при устройстве такой системы необходимо устанавливать бойлер вместо котла, а также придется постоянно держать термостат включенным, поскольку система лучистого напольного отопления не рассчитана на выключение, когда владельцы дома уходят на работу. Вместе с тем бойлер можно использовать и для получения горячей воды, что существенно сэкономит средства на установке отдельного водонагревателя. Но все же придется прокладывать воздуховоды — для кондиционирования.
Панельно-лучистое отопление предполагает обогрев помещения панелями, при котором средняя температура всех поверхностей, повернутых в помещение, выше температуры воздуха в нем. Систему отопления можно отнести к панельно-лучистому типу по совокупности двух признаков. Первый необходимый, но недостаточный признак предполагает, что система отопления должна быть панельной, то есть оборудована отопительными приборами, имеющими сплошную гладкую нагревательную поверхность. Второй признак предполагает, что панельное отопление призвано создавать в помещении температурную обстановку, типичную для лучистого способа обогрева.
Система панельно-лучистого отопления может быть как центральной, так и местной. Местное отопление такого типа обеспечивает обогрев помещения высокотемпературными приборами: панелями и плафонами с отражательными экранами. Нагревание этих приборов можно осуществить, используя электрическую энергию и горячие газы.
Центральное панельно-лучистое отопление обеспечивает обогрев помещения, используя в качестве теплоносителя воду, пар и нагретый воздух, а также инфракрасное излучение, о котором рассказывалось ранее.
Обогрев помещения, оборудованного панельно-лучистой системой отопления, происходит за счет лучистого теплообмена между греющей панелью и поверхностью ограждений (стен, потолка или пола). Излучение от панели при попадании на поверхность ограждений и предметов интерьера частично поглощается, а частично отражается. Возникающее вторичное излучение в итоге также поглощается предметами и ограждениями помещения. Обычно за счет вторичного излучения ограждение, в плоскости которого установлена отопительная панель, получает до 9–12 % общего лучистого потока.
Отопительная панель, являющаяся составной частью ограждающих конструкций, может быть встроена в потолок или пол, во внутренние или наружные стены помещения.
Соответственно, система панельного отопления может называться потолочной, напольной или стеновой. Местоположение лучистой панели выбирают, исходя из технологических, гигиенических и технико-экономических соображений. В случае расположения отопительной панели в потолке относительно затруднен конвективный теплоперенос, теплообмен излучением в теплопередаче панели составляет примерно 70–75 %.
Если греющая панель расположена в полу, то активизирован теплоперенос способом конвекции, на долю теплообмена излучением падает примерно 30–40 %.
Излучение тепла в стеновой вертикальной панели зависит от высоты расположения панели, оно может колебаться в пределах 30–60 %, при этом доля теплообмена излучением повышается с увеличением высоты панели. В действительности лучистым может быть названо лишь потолочное панельное отопление, которое во всех случаях передает в помещение методом излучения более 50 % тепла. Конвективный теплоперенос общей теплопередачи панелей преобладает при напольном и почти всегда при стеновом отоплении. Однако лучистый или конвективный способ отопления характеризуется не преобладающим способом подачи тепла, а температурной обстановкой в помещении, которая должна удовлетворять требованиям комфорта. Нормальное теплоощущение определяют два основных параметра — температура воздуха и средняя радиационная температура.
Важным фактором для систем лучистого отопления является угловой коэффициент или так называемый телесный угол излучающей поверхности по отношению к человеку. Этот коэффициент зависит от площади излучающей поверхности, а также от расстояния между человеком и этой самой поверхностью.
Обычно расстояние между центром фигуры сидящего человека и полом составляет 60 см, а соответствующее расстояние до потолка — от 180–210 см. Поэтому для человека имеет максимальное значение коэффициент «облученности» со стороны пола по сравнению с показателями от остальных поверхностей (стены, потолок, окна).
Напольное лучистое отопление в сравнении со 100 %-ным конвективным отоплением (подача нагретого воздуха) позволяет обеспечить необходимое значение рабочей температуры при более низкой температуре воздуха в помещении. Температура поверхности пола в помещении, где люди находятся в нормальной обуви, по международным стандартам должна составлять 19–29 °C, что несколько ограничивает мощность напольных систем. Для отопления максимальная температура может составлять 29 °C, а минимальная температура для охлаждения — 19 °C.
Оптимальная комфортная температура пола зависит и от материала пола. Отличие греющей панели от обычных отопительных приборов состоит в том, что в большинстве случаев она выполнена как бетонная плита, в которую вмурованы трубы для подачи теплоносителя. Наличие отопительных панелей, скрытых в строительных конструкциях пола, отвечает санитарно-гигиеническим требованиям. Напольное лучистое отопление обеспечивает равномерность температуры воздуха по высоте помещения. Его можно совместить с подоконными панелями, тогда большая поверхность нагрева обеспечивает равномерный профиль температур. Достаточно высокая температура поверхностей окон и пола при хорошей теплоизоляции строения дает возможность поддерживать в помещениях с напольным лучистым отоплением более низкую температуру воздуха по сравнению с обычными домами. Понижение температуры воздуха в помещении приносит важное преимущество — некоторое повышение относительной влажности в зимнее время. Повышение температуры поверхности пола уменьшает вероятность конденсации, появления плесени, устраняет проблему «холодных углов». Система лучистого отопления по сравнению с конвективными приборами в меньшей степени способствует переносу пыли. Отпадает нужда мыть отопительные приборы, ковры становятся ненужными при напольном отоплении, что также уменьшает источники загрязнения воздуха.
Необходимая мощность напольного отопления зависит от ряда факторов:
• интенсивность теплообмена между поверхностью пола и помещением;
• передача тепла от труб к поверхности пола в зависимости от материала пола, типа бетона, конструктивного исполнения и толщины панели пола, расстояния между трубами;
• теплоотдача потока воды в трубах, определяемая расходом воды, перепадом температур в подающей и обратной линии.
Основными параметрами проекта являются такие показатели, как расстояние между трубами, расход и перепад температуры воды, схема соединения труб. Зону с повышенной температурой пола вблизи наружных стен обычно создают путем добавления отдельного контура с повышенной температурой воды или посредством уменьшения расстояния между трубами (менее 10 см). Для того чтобы избежать вероятности чрезмерного увеличения гидравлического сопротивления, ветви труб нужно делать короткими. Для обеспечения максимальной теплоотдачи желательно не использовать тяжелые ковровые покрытия пола «от стены до стены», они обладают большим термическим сопротивлением. Регулирование температуры при использовании напольного лучистого отопления обычно осуществляют путем изменения температуры воды. На температуру помещения обычно оказывают значительное воздействие солнечное освещение и внутренние тепловыделения, эти воздействия требуют увеличения или уменьшения мощности отопления. Точность регулирования обеспечивает применение комнатных термостатов, они регулируют подачу теплоносителя по температуре помещения. Система напольного отопления позволяет использовать ночное или дневное снижение мощности. В случае его применения в период восстановления режима по утрам или вечерам следует использовать усиленный прогрев. При использовании напольного лучистого отопления надо раньше начинать восстановление дневного режима, зато его можно раньше отключить вечером. Индивидуальное регулирование по помещениям обеспечивает достаточно высокий уровень комфорта и энергосбережения, оно требует установки комнатных термостатов. Преимущество напольного лучистого отопления с жидкостным теплоносителем состоит в повышении эффективности использования объема помещения, в отсутствии необходимости чистить отопительные приборы. Эта система не шумит, не вызывает сквозняков по сравнению с воздушным отоплением, не требует прокладки воздуховодов. Она считается низкотемпературной и относительно безопасной.
К немногим недостаткам системы лучистого напольного отопления следует отнести достаточно высокую стоимость ее монтажа и необходимость привлечения квалифицированных специалистов по ее установке.
