Очень часто отопление в деревянном доме рассматривают как проблемный вопрос. Считают, что отопить деревянный дом очень сложно. Но почему сложилось такое впечатление? Рассмотрим вопросы отопления в доме из дерева, а к таким отнесем дома по срубовой технологии из бревна, бруса, лафета и дома по каркасной технологии, где применяются древесные материалы. Сравним особенности разных систем отопления.
Сначала выясним: «Почему сложилось такое отношение к деревянным домам в вопросе отопления?». Так как мы рассматриваем две принципиально различные технологии, то выясним актуальность вопроса отдельно, так как не стоит цели сравнить их.
Актуальность вопроса отопления деревянных домов
Отопление домов из бревна, бруса или лафета
Проблема №1: Продуваемость сруба
Главной особенностью домов по срубовой технологии, частным и наиболее известным примером, которых являются дома из бревна, является венцовое построение стены, между венцами в которой фактически имеется сквозная щель. Согласно технологии данная щель прокладывается различными утепляющими материалами с целью предотвращения проникновения холодного воздуха внутрь дома, а также с целью снижения теплопотерь.
В зимнее время на улице температура воздуха ниже, чем в доме, а давление воздуха наоборот выше. В результате, если имеется любое соединение между внешним и внутренним объемами воздух, то образуется барический поток воздуха из области высокого давления в область низкого давления. Но нужно отметить, что бесконечно воздух внутрь дома поступать не может. Дом не воздушный шарик, он не может надуваться.
Теплый воздух в помещении поднимается вверх. В результате вверху помещения оказывается «избыток» воздуха. Ему необходимо куда-то деваться: часть, остывая, опускается, а часть выталкивает через щели обратно на улицу.
Именно этот закон природы объясняется в школе на опыте со свечой у дверного проема.
Таким образом, становится понятно, что в срубовой технологии этот процесс неизбежен. Но его необходимо сводить к минимуму. Как это сделать? Необходимо применять материалы и техники, которые будут максимально препятствовать проникновению воздуха внутрь помещения.
Это применение для межвенцового паза утеплителей, которые имеют не только низкую теплопроводность, но и плохо пропускают воздух. Например, периодическая конопатка сруба необходима, чтобы исключить наличие пустот в пазе и снизить продуваемость сруба.
Другим методом или технологией является герметизация, в первую очередь внешняя, межвенцовых пазов. Наиболее известной является технология «теплый шов», когда кроме межвенцового утеплителя с хорошей пористостью и низкой теплопроводностью, по внешнему периметру применяют утеплитель с низкой паропронцаемостью и продуваемостью, а затем его дополнительно герметизируют специальным герметиком по дереву. Этот герметик обладает высокой эластичностью, что позволяет компенсировать подвижки дерева.
Проблема №2: Необходимое теплосопротивление деревянного дома
Другим актуальным вопросом в отоплении деревянного дома является теплосопротивление внешних стен и теплоаккумулирующие свойства дерева.
Теплосопротивление зависит от теплопроводности древесины и толщины стены. Если теплопроводность применяемых в строительстве древесных пород отличается несуществественно, но различия все же есть, то толщина стены очень заметно влияет на теплосопротивление, а значит и на теплопотери. следовательно и на необходимость больше топить.
Получается очень странная ситуация. Если речь идет о каменном доме, то все понимают, что чем толще стена, тем лучше. В отношении деревянного дома, наоборот, часто существует иллюзия, что и в дощанике будет тепло. Закономерность для камня и дерева одинаковая!
Если нормой для комфортного проживания в средней полосе России является толщина деревянной стены или диаметр бревна 37 см, то нужно понимать, что меньшие размеры комфортным условиям соответствовать не будут, а подойдут только под допустимые или недостаточные условия эксплуатации.
Как понять, какой диаметр бревна или толщину деревянной стены выбрать? Самая примитивная рекомендация: «Ориентируйтесь на среднеянварскую температуру местности. Рассматривайте её как радиус бревна. Соответственно, для получения диаметра бревна или толщины бруса необходимо умножить на 2. Например, если среднеянварская температура составляет 16оС, то диаметр бревна должен быть не меньше 32 сантиметров, а лучше больше. Так Вы только сэкономите на отоплении своего дома.»
Проблема №3: Низкие теплоаккумулятивные способности дерева
Это скорее не проблема, а миф, но в вопросе отопления деревянного дома обойти его нельзя. Дело в том, что вопросы теплоаккумуляции в вопросе отопления часто используются для лоббирования, того или иного материала. Но это свойство, на самом деле, не имеет прямой зависимости «хорошо или плохо».
Простой пример. Кирпичная печь хорошо аккумулирует тепло, а металлическая нет. Но именно благодаря плохой теплоаккумуляции, но хорошей теплоотдаче металлическая печь быстрее нагреет помещение. Думаю, идея понятна.
В стеновом материале ситуация также неоднозначна. Во первых, не каждый «каменный» материал обладает хорошей теплоаккумуляцией. Например, газосиликатный блок не очень «блещет» этой способностью. Во вторых, обладая хорошей теплоаккумуляцией такой материал быстрее забирает тепло, в том числе и из воздуха. Соответственно прогрев такого помещения будет проходить медленнее.
Стеновой материал не печь. Он, скорее всего, должен быть инертным, удерживать тепло в помещении, а не забирать его.
Отопление каркасных деревянных домов
По своей общей концепции такие дома не являются «монолитными», так как абсолютно плотное прилегание древесных материалов друг к другу невозможно. По этой причине также возможна проблема продуваемости стен.
Необходимо добавить, что вопрос продуваемости актуален для любого строительства. Так как микрощели всегда имеют место, в том числе и в каменных домах. С другой стороны именно микрощели обеспечивают приток свежего воздуха в дом.
Современные технологии направлены на контроль над этим процессом. Поэтому сначала ставится задача максимально прекратить приток воздуха в дом, сделав его максимально герметичным, а затем организовать специальную систему вентиляции для притока свежего воздуха. Контроль притока воздуха, как необходимым условием проживания в доме выгоден, как для производителей строительных материалов, так и для их продавцов и строительных фирм. Все от этого получают прибыль.
С целью решения проблемы неконтролируемого притока воздуха в каркасных деревянных домах применяются специальные пленки или мембраны. С наружной стороны ставится воздухозащитная пленка, назначение которой предотвратить любое поступление воздуха внутрь дома сквозь стены. Именно по этой причине она обязательно проклеивается. В противном случае её назначение не реализовывается.
В тоже время внутри ставится паронепроницаемая мембрана, цель которой максимально предотвратить выход воздуха, а особенно водяному пару, их дома наружу сквозь стены.
Внутрь каркаса стан закладываются утеплители, которые существенно превосходят дерево по своему теплосопротивлению. В результате, затраты на отопление каркасного дома оказываются меньше, но только если все условия технологии соблюдены, пленки выполняют свою функцию.
Говорить, что каркасный дом дешевле не совсем корректно, так как только применение качественных материалов, в том числе и пленок, которые способны на протяжении длительного времени выполнять своё назначение, способно решить проблемы с продуваемостью.
Сама технология каркасного домостроения придумана и применяется в двух конкретных случаях:
необходимо быстро построить временное жильё, поэтому каркасные дома в СССР делались при строительстве Байкало-Амурской магистрали и в ряде других строек
строительство более капитального жилья нецелесообразно связи с природными условиями
в зонах землетрясений, например в Японии, традиционно строились именно каркасные дома
в США в зоне действия торнадо предпочитают строить каркасные дома, так как их достаточно просто восстанавливать (концепция американского каркасного дома: «дом легко ломается, но и быстро восстанавливается»)
Виды отопления для деревянных домов
Мы рассмотрели общие проблемы в отоплении деревянных домов по срубовой и каркасной технологиям. Так как для качественно построенного каркасного дома проблемы решены и отопление мало отличается от каменных домов. то дальше будем рассматривать вопросы отопления в общем и с особенностями реализации касательно домов из бревна или бруса.
Системы отопления принято различать по типу топлива и виду теплоносителя. На основе носителя тепла применяют жидкостную и воздушную систему отопления. В первом случае от генератора тепла по системе труб происходит перераспределение тепла посредством жидкости, которая достигая радиатора, нагревает последний. От радиатора происходит нагрев воздуха.
Во втором случае в качестве первоначального переносчика тепла выступает сразу нагретый воздух, который сразу поступает в помещение или распределяется по помещениям по системе воздуховодов. Рассмотрим эти вопросы детальнее.
Воздушная система отопления деревянного дома
Старый традиционный метод отапливания дома, который, в первую очередь, характерен именно для деревянных домов. В самом простом своем исполнении представляет собой печное отопление.
Печное отопление
Принцип работа такого отопления очень прост. При сжигании твердого топлива, в качестве которого, как правило, используются дрова, происходит нагрев печи и аккумуляция тепловой энергии. Затем нагретая печь отдает свое тепло окружающему воздуху, нагревая его.
В связи с этим есть две особенности печного отопления:
при отапливании нескольких помещений необходимо, чтобы достаточная для обогрева площадь стенок печи выходила в соответствующее помещение;
при удалении от печи воздух прогревается медленнее и бывает прогрет хуже.
В результате при печном отоплении допустимый размер помещений ограничен, а количество помещений связано с количеством печей.
Для увеличения скорости прогрева помещений от печи в последней могут закладываться воздушные каналы, которые отводят воздух от более нагретых мест печи.
При остывании печи воздух остывает в той же зависимости, что и нагревается. В результате, когда печь ещё не сильно остыла, то на расстоянии 3 — 4 метров от неё уже может быть достаточно прохладно.
При печном отоплении очень важен режим топки, его частота и интенсивность, чтобы наиболее удаленные места от печи, а это места у внешних стен, не остывали сильно, но и печь не перегревалась. При перегреве печи, возможно, её растрескивание, а это пожароопасно, особенно при печном отоплении в деревянном доме.
Печную систему отопления разумно применять в небольших домах площадью до 40 квадратных метра с применением одной печь и до 60 — 70 квадратных метра с применением двух печей.
Воздушное отопление деревянного дома
Другим видом воздушного отопления является вариант с перераспределением нагретого воздуха по специальным воздуховодам. Наиболее известным примером такого отопления являются европейские замки, где по специальным каналам нагретый воздух поступал в разные помещения.
В каменных замках реализовать такие каналы было легко, но в условиях деревянного дома это значительно сложнее. Для этого нужно использовать металлические воздуховоды утепленные снаружи для предотвращения теплопотерь и нагрева деревянных частей дома.
Одним из примеров такого отопления является камин. Это сейчас камин делают скорее как элемент для релаксации. Но изначально его задача нагрев помещения путем теплового излучения, а также нагретым воздухом от трубы по воздушным каналам.
Реализация такой системы отопления в деревянном, да и в каменном, доме сложна и экономически не выгодна. Она актуальна там, где помещениям нужен разный нагрев. Например, в бане с несколькими дополнительными помещениями.
Гидравлическая (жидкостная) система отопления дома
Другим, альтернативным, вариантом передачи тепла является вода. В ряде случаев реализация самой простой гидравлической системы отопления оказывается проще воздушной системы, но при этом она может применяться в домах большей площади. Именно по этой причине гидравлическая или жидкостная система приобрела лидирующую роль в современном отоплении любого дома.
Конструктивно гидравлическая система состоит из трех основных элементов:
котел, как нагревательный элемент;
магистральная сеть, как система передачи тепла на расстояние;
радиаторы, как элемент нагрева воздуха в помещении.
Радиаторы для отопления дома
В гидравлической системе нагрев помещений происходит благодаря радиаторам. Скорость нагрева и срок службы радиаторов зависит от их конструктивной особенности и применяемых материалов.
Чугунные радиаторы отопления
Этот вид радиаторов появился более 100 лет назад и до сих пор остаётся востребованным при организации систем отопления. Главной их особенностью является неприхотливость и высокие аккумулирующие способности.
Неприхотливость обеспечивается большими диаметрами и устойчивостью чугуна. По этой причине чугунные радиаторы могут служить до 50 лет.
Другой особенностью чугуна является хорошая теплоаккумуляция. Нагревается чугун медленно, но также медленно остывая, продолжая нагревать помещение. В данном случае вес радиатора, это не недостаток, как часто любят говорить, а его главное преимущество.
Чугунные радиаторы гармонично вписываются в интерьер деревянных домов из бревна, неплохо смотрятся и в дома из бруса. В данном случае радиаторы необходимо выбирать или окрашивать в менее традиционные цвета. Цвета бронзы, латуни, меди будут гармоничнее смотреться с деревом.
Алюминиевые радиаторы отопления
Данный вид радиаторов можно назвать противоположностью чугунным. Они очень легкие и быстро нагреваются, но также быстро и остывают. Быстрый нагрев алюминиевых радиаторов и хорошая теплоотдача обеспечивают быстрый нагрев всего помещения.
Но и у этих радиаторов есть недостатки. Они плохо устойчивы к коррозии, поэтому имеют небольшой срок службы, а также склонны к завоздушиванию. Если радиатор изготавливался методом цельного литья, то он более надёжен.
Стальные радиаторы отопления
Хорошей альтернативой алюминиевым радиаторам являются стальные радиаторы. Этот вид радиаторов служит значительно дольше алюминиевых (до 30 лет), но нагреваются значительно быстрее чугунных. Конструкция радиаторов монолитная, а точки входа и выхода часто сделаны совмещено, что упрощает монтаж системы.
Недостатком является меньшая скорость отдачи тепла воздуху, особенно при низких температурах теплоносителя.
Биметаллические радиаторы отопления
Эта конструкция призвана объединить преимущества алюминиевых и стальных радиаторов. Жидкость в них движется по стальной части радиатора, на которой расположены алюминиевые рёбра, которые хорошо отдают тепло.
Теплые водяные полы
Если рассматривать радиатор как точку нагрева, то водяной теплый пол можно тоже назвать радиатором, основной массив которого выполнен из бетона. По этой причине он обладает ещё большей инертностью, чем чугун. Тема тёплого пола очень обширная, поэтому будет рассмотрена в отдельной статье.
В деревянном доме радиатор является проблемным местом по ряду причин.
Во-первых, он навешивается непосредственно на стену либо ставится у стены. При навешивании радиатор имеет верхнюю и нижнюю точку крепления, которые расположены на разных венцах, что не является лучшим решением. По этой причине напольные стальные радиаторы могут быть решением этой небольшой проблемы.
Во-вторых, он пересушивает древесину там, где висит. В результате могут образовываться большие трещины.
В-третьих, располагаясь у стены, они перекрывают возможность периодической конопатки в этой зоне. Здесь может сформироваться «подсос» холодного воздуха с улицы в зимнее время. Зону за радиатором необходимо всегда герметизировать.
Фактически теплый пол может оказаться лучшим решением реализации отопления в деревянном доме.
Тепловая магистраль в системе отопления
Система магистральных труб отопления — сложная конструкция, от которой зависит качество отопления дома, поэтому лучше этот вопрос доверить специалисту и только в исключительном случае делать самому.
Принцип движения воды в системе следующий:
нагретая в котле вода в результате конвекции поднимается вверх, где достигает верхней точки (расширительного бачка);
распределяющая магистраль из верхней точки разводит воду по радиаторам, при этом магистраль имеет наклон не менее 0,5%, чтобы вода текла естественным образом;
от распределяющей магистрали к радиаторам отходят вертикальные трубы;
выходящие из радиаторов трубы попадают в собирающую магистраль, которая также имеет уклон 0,5% в направлении котла, куда она и стекает естественным образом.
Главными преимуществами такой системы является её простота и отсутствие зависимости от электричества. По этой причине она отлично подходит для твердотопливных котлов, которые также не зависят от электричества.
Фактор дешевизны этой системы относителен, так как и отсутствии дополнительных узлов и агрегатов она требует большие диаметры труб: для магистрали — 1 1/4 дюйма, а для отводов 3/4 дюйма.
Основным недостатком является низкая интенсивность циркуляции воды. Кроме этого такую систему делают не замкнутой, то есть в верхней точке ставится открытая расширительная ёмкость, из которой вода может испаряться. А значит, нужен контроль объёма воды.
Кроме этого из-за испарения воды влажность помещения повышается, что может сказаться на деревянном доме, так как любая органика, и древесина в том числе, впитывают влагу из воздуха.
Принудительная система циркуляции воды
В противоположность системы естественной циркуляции принудительная система имеет насос, благодаря которому приводится в движение вода. В этом случае нет необходимости делать уклон трубы и можно применять меньший диаметр.
Благодаря внедрению в систему насоса снимается ограничение по площади здания, которое было в естественной системе, где необходимо выдержать уклон.
Кроме этого принудительная система отопления позволяет организовать разные схемы подключения радиаторов, что особенно важно для больших домов, а также и для домов срубовой технологии, в которой возможны вертикальные подвижки, а значит, имеются жесткие требования по прикреплению вертикальных элементов (труб).
Виды котлов для отопления деревянного дома
По применяемомы типу топлива существуют разные виды котлов для отопления.
Газовая система отопления дома
В настоящее время газ считается самым дешёвым видом топлива, более того, появилось выражение, что газом можно отопить даже сарай или палатку. Именно по этому для деревянного дома рекомендуют газовое отопление. А так ли это на самом деле?
К сожалению, большинство таких расчетов очень субъективны. Они не учитывают стоимость оборудования, его эксплуатации и обязательного обслуживания, сопутствующих расходов, режимы работы и погодные условия. Как минимум такой вывод можно делать, только посчитав абсолютно весь расход на отопление за длительный период, например, за 25 лет. Но цель сейчас не в этом.
В качестве котла в газовой системе используется газовый котел, который может быть нескольких типов.
По количеству контуров различают одно- и двухконтурные котлы. Принципиальное отличие последнего в наличии специального контура для нагрева воды в систему горячего водоснабжения. Казалось бы это удобно. Газовый котёл будет «делать» горячую воду. На самом деле есть несколько нюансов, а может быть и недостатков такого решения.
Контур горячей воды работает в приоритете над контуром отопления. По этой причине при длительном использовании горячей воды (душ, ванна) нагрев в системе отопления может прекращаться.
Мощности контура для горячей воды не достаточно для стабильного обеспечения двух, трёх или больше источников потребления. Надо понимать, что стабильно будет работать только один.
Горячая вода из газового котла поступит не сразу, нужно будет пропустить холодную воду. В ряде случаев, когда нужно только помыть руки, то горячей воды можно не дождаться.
По способу монтажа различают настенные (навесные) и напольные котлы.
Настенные котлы подвешиваются на стену, поэтому они имеют достаточно жесткие требования по весу. Это в свою очередь сказывается на применяемых материалах. В связи с этим навесным котлам требуется более тщательный своевременный уход, чтобы они не выходили из строя и дольше служили.
Настенные котлы часто имеют меньшую мощность, по сравнению с напольными, но менее требовательны к помещению, где они расположены.
Напольные котлы устанавливаются на полу, имеют значительно большие габариты и производительность. Изготавливаются с применением чугуна, стали, а не алюминия и меди, поэтому служат дольше. Такие котлы требуют специального помещения с нормируемым объемом пространства.
Для деревянного дома, если есть отдельное помещение для котельной объемом не менее 16 кубических метров, лучше ориентироваться в покупке и использовании именно напольных газовых котлов.
Кроме стоимости важным преимуществом использования газового котла является равномерный режим работы.
Электрическая система отопления дома
Существует мнение, что отопление электрическим котлом очень невыгодно. Однако этот вопрос объективен, как и в случае с газов, только в разрезе большого промежутка времени. Любой расчет по киловаттам или тесты с поддержанием определенной температуры в определенной комнате не объективны.
В чём же особенность использования электрического котла.
Во-первых, небольшие габариты и вес позволяют установить его практически в любом месте: под лестницей, в санузле, прихожей и других местах, где не портится серьёзно внешний вид.
Во-вторых, работа котла в режиме стабильного поддержания температуры воды или помещения.
В-третьих, отсутствие какого-либо открытого огня и полная безопасность использования, что очень важно для деревянного дома.
В-четвертых, высокий коэффициент полезного действия, нет никаких тепловых выбросов, как в случае сжигания топлива.
В-пятых, автономная работа котла без необходимости вмешательства человека.
Совокупность этих факторов делает котел отличным вариантом для отопления загородного дома без постоянного проживания в нём, особенно если к этому добавить двухтарифную систему оплаты электричества.
Часто в качестве недостатка отопления электрическим котлом звучит зависимость от электричества. Однако должен заметить в этом некую долю лицемерия, так как любая система отопления с принудительной циркуляцией является энергозависимой.
