НульЭнергетика нашей дачи 2 (продолжение)
4. Что такое тепло и каким законам оно подчиняется
4.1 Элементарная физика тепла
Тепло, если объяснить с точки зрения физики (прошу не пугаться – хватит школьных знаний!) – это движение. Движение молекул любого вещества. В воздухе молекулы движутся хаотически, сталкиваясь между собой и со стенками. В твёрдом веществе (типа кирпича) молекулы как бы «дрожат» (правильнее сказать «колеблются»), оставаясь на месте. Кстати, подвижные молекулы в воздухе тоже сами по себе колеблются (дрожат). Все эти движения очень малые, микроскопические, как говорят. На самом деле их и в микроскоп не увидишь, так что ещё много меньше.
Пойдём дальше – движение - это энергия (да простят мне физики за моё упрощение – ведь я инженер, и из множества исследованных фактов выбираю наиболее значимые и ими ограничиваюсь). Больше движения – больше энергии. Больше энергии – температура больше. На этом теоретическом фундаменте и остановимся. Вполне достаточно.
Хотя нет, объясню ещё один момент. Если молекуле передать уж очень много энергии, то оказывается в атомах, составляющих эту молекулу, может произойти очень интересный процесс. Атом, возбуждённый сверх меры, избавляется от излишка энергии, испуская квант света. Вот почему спираль в нагревателе светится и греет.
Наша теория, пусть и сильно упрощённая, позволяет нам сделать основной вывод – тепло это процесс, движение. И тогда все рассуждения про энергосбережение становятся тем, чем они и есть – спекуляциями на тему «Скупой рыцарь» (см. соч. А.С. Пушкина, J). Золото, наверное, можно и сохранить в подвале (до первого вора или наследничка шустрого), а вот тепло утечёт само из любого помещения, как это всегда и происходит – и всё, что мы можем сделать, это замедлить, затруднить утечку.
4.2 Вся теория теплопередачи в трёх фразах
Тепло утекает всегда из места с более высокой температурой туда, где температура ниже.
Чем больше перепад температур, тем быстрее утечка.
Чем больше препятствий на пути – тем медленнее.
5.Чем же удержать тепло?
Сейчас много появилось в продаже материалов, которые существенно замедляют теплопередачу – казалось бы, читай рекламу, покупай и утепляй. Вот и я так думал, когда начинал свою личную программу НульЭнергетики дома. Однако же оказалось не всё так просто.
5.1 Утеплять снаружи или изнутри?
Сразу же встал вопрос – утепляющий слой делать снаружи или изнутри? Просмотрел кучу справочников, руководств и других полезных книг и выяснил, если дом постоянно отапливается, то надо делать снаружи, а если периодически (вот как на даче, обычно) – то изнутри. И объясняется это просто – сам-то дом, как обычно из кирпича, а любой материал обладает так называемой теплоёмкостью – ты его греешь, а стенки всё равно холодные, до тех пор, пока не накопится много тепла.
В постоянном доме это тепло накапливается с лета и потом только поддерживается без перерывов отоплением изнутри. Так создаётся комфорт – сквозняки, проветривание, улетающее тепло сразу же компенсируется из громадного аккумулятора – каменного.
Дача же успевает остыть и тут получается, что приехавши чуть ли не полдня надо топить изнутри, чтобы хоть немного повысить температуру стен. Уехал – всё тепло понемногу утекло и к следующему приезду – начинай сначала.
5.2 Выбор материала-утеплителя
Самый-самый лучший тепловой барьер – это вакуум (вспомните термос) – ибо там просто нет молекул-переносителей. Конечно, горячая вода в термосе, хоть и нескоро, но остывает – утечка идёт через пробку, по тоненькой стеночке, а также за счёт излучения.
Понятно, что живём не в безвоздушном пространстве, но вот оказывается, что воздух, где молекул не так сильно много, тоже прекрасный теплоизолятор. Ну да, спросите вы, чего ж тогда окружённый со всех сторон этим самым воздухом наш дом так быстро холодеет? Противоречия нет – тепло у дома отнимают молекулы воздуха, которые движутся в массе (да ветер это, попросту говоря!). Выйдите на мороз, постойте на ветру и сразу же отойдите в безветренное место и прочувствуйте разницу!
К чему я этот «ликбез»? Да просто хочу обратить внимание на то, что ВСЕ теплоизолирующие материалы сделаны по одному и тому же принципу – образуют пузырьки воздуха, заключённые в оболочку из материала. И не случайно в названии многих из них присутствует слово «пена». И чем тоньше оболочка каждого пузырька в конкретном материале, тем больше процент воздуха и больше теплоизоляция. Однако, с другой стороны, - чем тоньше, тем слабее и это легко видно на примере пенопластовых плит, широко продаваемых сейчас – более лёгкие и теплоизолирующие – меньше стоят, но и менее прочные.
5.3 Только не минераловатные!
Исключение – минераловатные. Там волокна, густо расположенные в массе, служат только одной задаче – не дать разгуляться теплообменному ветерку. Сразу же скажу своё мнение – для себя я категорически зарёкся работать с этим материалом по двум причинам.
Первая понятна - как только я увидел тучу мельчайших иголочек вокруг и представил, сколько этих иголочек вопьются в мои лёгкие так же, как в кожу…
Вторая причина интереснее – по своей привычке извлекать пользу даже из отрицательных явлений, я подумал, что так же некомфортно будет и любой живности.
Ох, как я ошибся! Когда разбирал старый сарай со стенками из ДСП с прокладкой из минераловаты, только диву давался сколько там жило всяческих жучков, муравьёв, паучков и других насекомых. А пыли зловредной сколько! Чихал и чесался долго. Жучки, насколько я смог разглядеть, не чесались и не чихали, а быстро улепётывали, вполне здоровенькие по виду.
Но это ещё не всё. На кухне, в газовой плите между духовкой и основными горелками горе-конструктора поместили слой минераловаты. Так вот мышки – нежные такие существа – самое первое, что делают, просочившись каким-то образом в дом, забираются в плиту и… комфортнейшим образом располагаются именно в этом слое. Сам наблюдал, неоднократно! А как же – тепло, еда рядом, котик не заберётся…
Так что, да простят мне пиарщики и рекламщики минераловатных материалов, но я – против!
5.4 А на самом деле – из чего выбирать?
Сейчас отвечу, благо и выбирать-то мало есть из чего. Скорее даже выбор из одного – пенополистирольные плиты разной плотности и толщины. Хотя нет – появился в широкой продаже ещё один дешёвый и, как по мне, довольно перспективный материал – пеноизол – но нём чуточку попозже. Всё остальное либо существенно дороже, либо просто рядом не продаётся.
Я не случайно написал о продаже, так как, если оглянуться кругом, то можно буквально под рукой, а если точнее, под ногами можно найти великолепный теплоизолирующий материал. Соломенные крыши – ведь и сохранились по сёлам? Мох, торф, опилки – тоже прекрасно задерживают тепло. Об использовании подручных и подножных материалов речь у нас ещё впереди ( в следующих выпусках).
5.5 Дом со стенами, всё равно, что организм с кожей – живые!
Вообще дом, его стены, потолок и пол, то есть то, что строительные инженеры называют ограждающими конструкциями, я уподобляю коже живого существа, но уж никак не мёртвым сооружениям. Правда, по-настоящему живым дом становится тогда, когда в нём обитатели. Так же, как кожа, «ограждающие конструкции» жилого дома должны защищать внутреннюю часть от ветра, дождя, холода и излишней жары, да притом ещё и выводить наружу побочные продукты жизнедеятельности. Обычно говорят, что стены, сделанные из правильных материалов «дышат». Физически это достаточно достоверно объяснимо – более высокая температура внутри инициирует не только поток тепла (см. 4.1 – законы теплопередачи), но и движение паров воздуха и даже движение воды по мельчайшим каналам – капиллярам изнутри – наружу.
А теперь представьте себе себя самого с кожей, покрытой водонепроницаемой краской, с прилепленным к ней толстым слоем пенопласта. Согласитесь, что при этом ни вода, ни холод вовнутрь организма вашего поступать не будут. Однако, боюсь, что и организм ваш, так «хорошо» и тщательно защищённый от непогоды очень недолго протянет от закупорки, прерывания естественных процессов.
5.6 А нас заставляют жить в безжизненном, механическом, глупо дорогом доме
Ну почему дом (вернее мы в нём!) должны страдать от глупости нашей, когда мы, ведясь на недобросовестную рекламу, начинаем облеплять стены водо-, воздухо- и теплонепроницаемым пенополистиролом, да ещё и дополнительно присобачиваем изнутри пароизоляцию, тратя приличные средства и время на ремонт? Как по-моему, нас очень активно «разводят», заставляя тратиться всё больше и больше, тем более, что наглухо закупоренный (прибавьте сюда ещё и окна металлопластиковые) дом обязательно требует мощной вентиляции, притом обязательно с очисткой и рекуперацией. То есть что получается – нас, образно говоря, вместо природной земли на солнышке и вольном воздухе, переселяют на «гидропонику», делая полностью зависимыми от кого-то. И ещё более интересно и показательно, что делают это нашими же собственными руками.
А можно ли иначе, спросите вы? Вот я и отвечаю – да, можно, да, нужно, единственно что надо подключить свою собственную думалку. Здесь, в пространстве этого цикла я предоставляю вам, друзья, не рыбу, но удочку, то есть стараюсь прежде всего объяснить почему, а уж потом и как сделать (то самое ноу-хау). По-моему, если у человека есть выбор, то только тогда он сознательно свободен и пусть наша дача (и «Наша дача», конечно!) будет нашим личным «островом Свободы» в нынешнем океане лживой рекламы и потоков оболванивающей пропаганды.
6. Вентилируемый фасад – лучшее решение для живого дома
6.1 Фирменные вентилируемые фасады
Строительная наука и практика между тем не стоит на месте и вопрос, как и чем утеплять строения, более-менее устоялся и решён однозначно и положительно в сторону так называемых «вентилируемых фасадов». Единственное, с чем я не согласен, так это с тем, что такие фасады, как утверждают «очень дорогие» и требуют дефицитных материалов. Прежде, чем перейти к ценовой политике, более подробно об этих самых фасадах.
Рис. 1 Принцип построения и функционирования «вентилируемого фасада». Фотография из проспекта фирмы «Винилит».
Рис.2 Фирменный вентилируемый фасад в процессе строительства – все секреты видны
Там всё очень просто и логично. Каменная (кирпичная кладка) основа служит для накопления тепла за счёт большой массы. Изоляционный слой служит препятствием потоку тепла изнутри и уменьшает этот поток до минимума. Сразу же за теплоизоляционным слоем сделаны вентиляционные каналы, защищённые со стороны улицы водонепроницаемой тонкой оболочкой. Влага изнутри помещений по капиллярам движется через кирпич и теплоизоляцию, а воздушный канал обеспечивает переход этой влаги в воздух и выброс естественной циркуляцией за пределы дома. Дожди и туманы не проникают при этом на стены, а задерживаются водонепроницаемой тонкой оболочкой. Сверху, конечно, каналы под крышей открываются, чтобы никак дожди не подмочили.
Летом, кстати, воздушный поток ещё и охлаждает стены немного, что тоже приятно.
Это, так сказать, наглядный пример и пользуются такими и аналогичными системами уже давно во всём мире. Кстати – приглянитесь – никаких паро- и ветро-изоляционных плёнок не предусмотрено. Да они там и не нужны, в отличие от так называемых «мокрых фасадов» - я их даже рассматривать не буду – затратно и глупо с точки зрения моей концепции стен, как аналога кожных покровов живых существ.
6.2 Моя конструкция вентилируемого фасада – дёшево и сердито!
Ну, а теперь про цену. В исполнении фирмы получается несомненно красиво, однако ж дорого! Нет у меня, «простого», сов…, извините, украинского пенсионера таких денег, а утеплять нужно – край! Вот я для себя продумал, сделал свой вариант «вентилируемого фасада», вполне доступного и по материалам и по технологии, каковой вариант и представляю на суд «почтеннейшей публики».
А сделал я так: на кирпичную стену, наклеил «впритык» плиты из «пеноизола» толщиной 50-60 мм. Безо всяких шпилек, просто на каждую плиту (50х50см) нанёс шпателем 5 мазков клея КС-3 (4 по углам и 1 в середине) и прижал к стенке. Сразу же прихватило и держит – никаких проблем! Так оклеил всю стенку. Места стыков промазал мастикой из крошки пеноизола (прошу извинить – не рассказываю рецепт, пока это моё личное ноу-хау, впрочем, могу поделиться, но только для личного использования – пишите - отвечу). В результате теплоизоляция стала без щелей. Дальше взял 8-и волновый шифер и прижал его к стене так, чтобы волновые промежутки встали вертикально. До верха стены немного не хватило длины листа и я нарезал ещё кусков по размеру и пристыковал сверху. Чтобы листы не отпали назад, просверлил в каждом отверстие, через него забил дюбель и прижал лист шурупом с шайбой. Хватило одного отверстия на лист. Пока держит.
Затянул я с этим утеплением - да ведь пока сообразишь – вот и не успел закончить и привести в «божеский вид» до наступления морозов.
Рис. 2 Фотография утеплённой (точнее недо-) стены – испытания продолжаются.
6.3 Почему пеноизол?
Во-первых много дешевле всех других утеплителей. Во-вторых – обладает открытыми капиллярами и как бы «высасывает» влагу из стен. В-третьих самый теплоупорный. А ещё говорят и пишут, что в нём не заводится живность. Ну, это ещё «будем посмотреть», хотя и вполне возможно (см. далее второй недостаток).
Есть у этого материала и недостатки – очень непрочный, хрупкий, ну почти вата. Этот недостаток я нивелировал применением мастики и защитой снаружи шифером.
Другой недостаток – очень серьёзный – при синтезе (изготовлении) выделяется формальдегид – очень опасный для всех живых существ. И хотя изготовители с пеной у рта доказывают, что количество этого отравительного вещества через неделю после полимеризации не превышают ПДК, я им не верю и никому не посоветую использовать этот материал внутри помещений. Поскольку, однако, по моей технологии после монтажа весь выделяющийся формальдегид в воздушных каналах выбрасывается высоко под крышу, подхватывается ветерком и многократно рассеивается высоко вверху, то вреда от него будет при этом раз в сто меньше, чем от курящего соседа или выхлопа вашей же «копейки» J.
Вот теперь можете подсчитать, во что обойдётся такое утепление, учитывая, что шифер я взял б/у, а себестоимость пеноизола примерно 50 грн за кубометр (продадут его вам, конечно, раза в три, как минимум дороже). И даже так получатся сущие копейки.
Ну что ж, будем считать, что первый шаг к НульЭнергетике нашего дома сделан. Следующий материал – утепление стен дачного дома. Следите за выпусками «Нашей дачи»!
Инженер
Ю.П.Бурмистров