Будинки, що не мають масивних конструкцій (каркасні будинки із заповненням стінових простінків утеплювачем або термобудинки на основі незнімної пінопластової опалубки) з автоматизованою системою керування опаленням (регуляція денної та нічної температур) за рахунок нагрівання/охолодження повітря (вентиляцією або конвекцією) — чи дійсно вони енергоекономні та комфортні в експлуатації для користувача?

Розглянемо процес експлуатації термодинамічного будинку конкретніше. Життя в такому будинку побудовано за принципом постійного заощадження енергії. Вдень, коли всі на роботі та вдома нікого немає – система опалення працює на мінімумі. Достатнім є підтримання мінімальної температури повітря в приміщенні (щоб вода в трубах не замерзла) +10 +12°C. Увечері люди повертаються додому - система опалення швидко нагнітає тепле повітря в приміщення (і за допомогою найкращого утеплювача (!) ми зігріваємо всі приміщення та тверді тіла в ньому). Температура в приміщенні піднімається аж до +24°C - +25°C — і після зовнішнього морозу людина почувається зігрітою. Але життєдіяльність людини в будинку триває, включається світло, побутові прилади (пилосос, чайник, комп'ютер, телевізор, плита) - від них до приміщення додаються зайві кВт тепла - отже температура повітря в термодомі підвищується. Тут варіанти два: або зайве тепло скидається у відкрите вікно (можливо, але не енергоекономно), або система автоматичного керування опаленням різко зменшує опалення. Зазвичай, саме таке автоматичне керування системою опалення і позиціонується, як енергозберігаюче (адже зайве тепло не викидається безпосередньо через вікно на вулицю, а одразу ж просто не виробляється, тобто економиться). Така "економія" можлива насамперед у термодинамічному будинку. Адже він не має масиву, в якому тепло могло б збережеться довго. Як тільки вимикається система опалення, в будинку одразу стає холодно. Теплим у ньому було тільки повітря, а воно остигає і випаровується досить швидко (без провітрювання - надходження свіжого повітря - людина проживе не довго!).

Термодинамічний (а не теплоємний) будинок будується, як правило, саме з метою енергозбереження. Але насправді, енергоекономний він лише на перший погляд (коли ми розглядаємо експлуатацію будинку за глибоких негативних температур зовні). Влітку ж, за підвищених температур, повітря доводиться охолоджувати дуже шкідливими і набагато енерговитратнішими засобами, ніж водяна система опалення — кондиціонерами. У міжсезоння, при зниженні зовнішніх температур вже на кілька градусів нижче за комфортні (+18°C +20°C) будинок відразу ж доводиться догрівати опаленням. Адже в ньому відсутні теплоємні частини (масивні стіни та перекриття), які могли б накопичувати денне тепло і зберегати його вночі в своєму масиві, поступово віддаючи його усередину будинку.

В масивному будинку температура дня і ночі нівелюється. При коливаннях денної/нічної температури нагріті днем ​​стіни масивного (але добре утепленого зовні) будинку вночі, остигаючи, віддають тепло всередину приміщень. Той самий процес, тільки навпаки, відбувається і влітку. Будинок, що охолодився за ніч, зберігає холод в масивних стінах і перекриттях і вдень, зводячи «нанівець» необхідність його додаткового охолодження.

Сам принцип теплоінерційності можна наочно побачити на прикладі клімату Землі: м'якого (морського) та жорсткого (континентального). Роль теплового акумулятора в масштабі всієї планети відіграють моря та океани. Два характерні приклади: Життя на островах у теплих океанах подібне до існування в термостаті — денні температури майже не відрізняються від нічних, а літні — від зимових. Жити у каркасному будинку там просто та зручно. Хоч і без будь-якого будинку жити там також комфортно, достатньо лише сховатися від дощу під навісом, з'їсти банан — і нема проблем! Зовсім іншим є життя у пустелі, де божевільна денна спека (до +60°C) різко змінюється нічними морозами (до -10°C)! Живучи в пустелі в «теплому» каркасному будинку, для постійної підтримки комфортної температури потрібно постійно і вдень, і вночі, і влітку, і взимку витрачати енергію: вночі підігрівати а в день охолоджувати!а Саме тому стародавні єгиптяни не будували каркасників з кондиціонерами, а жили в будинках з масивними товстими кам'яними стінами, які стабілізували температуру в будинку, створюючи комфортні та здорові умови для проживання людини в пустелі.

Камінь «тягне» тепло, також і з теплокровних його мешканців(!). Для не прогрітого або утепленого будинку це великий недолік. Але в умовах, коли будинок утеплений, правильно спроектований і зорієнтований по сторонах світу (південне оскління, буферні зони), цей недолік перетворюється на значну перевагу. У цих умовах камінь відіграє роль теплового сорбенту — масивні стіни та перекриття будинку вбирають в себе теплові випромінювання від променів низького зимового сонця, що потрапляють на їх поверхню зсередини будівлі та від внутрішніх джерел тепла (освітлювальних приладів, плити, духовки, гарячої води тощо) і до вечора морозного але сонячного зимового дня масиви будинку прогріваються, зберігаючи і віддаючи це тепло своїм мешканцям ще довго, після настання темної та холодної ночі. Оброблені гіпсокартоном пінопластові термобудинки або набиті утеплювачем стіни каркасного будинку «увібрати» тепло не можуть. Воно надходить у повітря приміщення, йому просто більше нікуди подітися! У таких будинках швидко стає задушливо і доводиться зайвий раз провітрювати приміщення. (саме в цей момент і закінчується енергозбереження й починається марнотратство!).

У масивному будинку весь надлишок тепла, як губка, «вбирає» в себе масив стін та перекриттів. (за умови, звісно, що цей масив не закритий зсередини гіпсокартоном або дерев'яною вагонкою, а, в ідеалі, просто отинькований глиною). А холодної ночі цей масив поступово повертає накопичене тепло назад у приміщення у вигляді корисного та приємного променевого (!) обігріву. Саме таким чином теплоінерційний будинок з користю зберігає побутове та сонячне тепло, не дозволяючи йому просто безглуздо вивітритися у вікно.

Отож підсумуємо: задля цілей енергозбереження в реальних умовах континентального клімату України аркасний будинок або пінопластовий термобудинок не справляється із завданням енергозбереження, він придатний для комфортного проживання людей значно менше за масивний будинок, що якісно утеплений зназовні.

Тут до речі сказати і про те, що відчуття спеки або холоду визначається не тільки і не НА стільки, як ми звикли думати, температурою навколишнього повітря, скільки температурою твердих предметів навколо нас - тобто: променевим (інфрачервоним) теплообміном. Але це вже тема наступної статті «Система опалення/кондиціювання: випромінювання чи конвекція?».

Підсумки:

• Теплоінерційний будинок має бути «важким», масивним, адже саме вага (тобто маса конструкцій) впливає на теплоємність будинку. Щоб будинок вийшов теплоінерційним, його потрібно будувати з важкого матеріалу, наприклад, з повнотілої цегли з перекриттями з монолітного або збірного залізобетону.
• Зрозуміло, такий масивний теплоінерційний будинок має бути добре утеплений зовні. Раніше будинки мали товсті масивні стіни і не утеплювалися (але такі конструкції означають перевитрату матеріалу та місця). Отож утепливши будинок зовні можна зменшити масу каменої стіни без погіршення параметрів теплового комфорту. Якісне утеплення зовнішньої оболонки при невеликій товщині стіни означає економію енергоресурсів та площі.
• Масив стін та перекриттів забезпечують хороші акумулюючі здібності будівлі. Таким чином мінімальними енерговитратами можливо підтримувати постійний врівноважений мікроклімат у приміщенні. А це означає набагато комфортніше проживання для людини.
• Захистний зовнішній шар теплоізоляції запобігає руйнуванню конструктивного масиву стіни під впливом навколишнього середовища — роблячи будівлю більш довговічною та міцною.

Економічні вигоди енергопасивної та екологічно чистої будівлі

Європейська класифікація будівель за енергопотребою

Словник екологічної та енергосберігаючої термінології

• /Повернутися до початку