Оптимальное строительство. Рамочный проект

Электрику, сантехнику - не вижу смысла в деталях, очень разные хотелки. Соотв. общие соображения.
Входы/выходы в хату - через пол. Вода, стоки, электрика.
Трубы - утеплить, слой сантиметров за 30, чтоб забыть навсегда.

Если будет пеноизол, то как на ролике. Пробовали по разному, ничего лучшего на сегодня не найдено.
Если труба по поверхности и есть шанс что на нее наступят - уменьшаем подачу воздуха, что бы получить плотность 15-20, это уже довольно плотный материал, человека держит. Сверху кидаем доски, оборачиваем рабицей.
Если нет, то любая полость (короб вокруг трубы) + засыпка. Либо плиты и художественная резьба.
Утепление мягкой урсой - проблемы. На горизонталях, если не стягивать - набирает воды, опускается вниз, мотня. Если стягивать - слой 8 см, превращается в три. Деньги на ветер.
Под землю, глубоко лезть смысла не вижу. На лопату, самопальный короб из пенопласта, клеим пеной основание, две стенки. Если есть желание экономить - треугольник, углом вниз. Сверху - прикрываем съемной крышкой. Внутрь кидаем греющий кабель.
Саморегулирующийся греющий - деньги на ветер, смысла нет, слишком мал диапазон изменения сопротивления.
Самый дешевый вариант - полевик.
Греть непосредственно трубу - деньги на ветер, тепло бездарно уносится водой. Правильно греть прослойку воздуха вокруг трубы, до +0,5С. Т.е. конструкция должна создавать такую прослойку.
Оптимальный вариант - два кабеля. Один греющий (прослойку), второй - разморозка. Разморозка мотается прямо на трубу, проще всего - полевик.
Трубы под воду - ПНД, совр. не боятся размораживания.
Есть немного сомнительное решение (хотя и запрещено санпином) - в одном лотке с канализацией. По теплу будет нормально, стоки средняя температура за +10С.

Альтернативные решения стен. Вместо внутреннего каркаса из профиля ГК - деревянный каркас. Если из доски 100*50 - будет дешевле.
Варианты либо традиционно, т.е. доска перпендикулярна стене, либо плоскость доски параллельно стене.
Первый вариант увеличивает теплопотери, но порождает возможность перехода от прочного - мягкого корпусов, к двум прочным.
Прикидки делал, в потенциале, процентов на 30 можно сократить материал стоек. Две стены из доски 100*50 с увеличенным шагом.
В этот проект втыкать не стал, по простой причине. Не хочу рисковать. У меня, все силовые решения основаны на нормативах. За которыми опыт десятков миллионов домов. Все нарушения нормативов - в сторону усиления.
Считать с нуля новый каркас..., по упрощенной схеме, сводя к статически определимым - не сложно. Нет уверенности, что это корректно. Считать неопределимые - полгода, только на модели. Не хочу, нет задачи делать серьезные работы в сопромате, да и не дает 100% гарантии, все равно нужен эксперимент. Строить полноразмерные модели - к минстрою. Учитывая, что де факто, его нет - появления новых нормированные каркасов - не жду.

Второй этаж. По стенам - с запасом. По фундаменту - надо смотреть, это лишние 10 тонн жилой (сниповской) нагрузки.
Скатная крыша. Без вопросов, по прочностным проходит.

Альтернативные утеплители. Эковата + задувка. Любая крошка, мох + засыпка + съемная верхняя полоса фасада + съемные подоконники для подсыпки.

Да, чуть главное не забыл:
Rusframer, Владимир К., мужики - спасибо. Много подсказали.

Ну и собственно все.

 

Подробнее по вариантам вентиляции

0. Без всякой вентиляции, открытая форточка.
1. Обычная вытяжная. Схема проветривания:
- с улицы в спальни через приточные клапаны/форточки
- из спален через щели внизу дверей в зал,
- через щель под дверью в кухню
- из кухни вытяжка на улицу
Все щели под дверями 2 см по высоте, тогда все комнаты считаются с одним давлением, т. е. как одна комната.
1.1. На гравитационной тяге. Дырки в потолке кухни и туалета. Пластиковая канализационная труба 110 на чердак. Щели под дверями во всех комнатах, кроме холодильника.
Продолжаем трубу, проводим через крышу, сверху дефлектор, грибок.

Вот такой. Внизу (на потолке) - возможно вентилятор, или вытяжку над плитой. Трубы туалета и кухни не пересекаются.
Скорости потока при такой тяге, более чем на 1 м/сек - расчитывать не стоит. Труба 110 - 13 л/пог.метр, т. е. 13 л/сек, 48 м/3 ч. Две трубы - хватит, но в притык, т. е. лучше трубы 130-160, что хуже, т. к. канализационный пластик 110 в любом магазине, а эти искать нужно.

1.2. Вентиляторная тяга. На фронтоне вытяжной вентилятор, вентканал к нему либо трубой, либо отгораживается угол под скатом крыши и используется как вентканал. Внимание:
- вентканал, должен быть пароизолирован и утеплен.
- возможен конденсат, соотв. делаем уклон наружу
Вентилятор 90*90*25, при 3Вт даст порядка 60 м3.
В санузле подключем через таймер за 600 руб, таймер шунтируем переменной сопротивлюшкой, так, чтоб крутился кубов на 10-20 /ч. Т. е. после включения света через 30 сек включается на полные обороты, через 5 мин, опять на малые.
Основной вентилятор включаем через переменное сопротивление, даст возможность плавно регулировать приток.
Если на кухне вытяжка над плитой - вентилятор можно убрать, но я бы оставил, вытяжка когда нужно побольше, а так пусть мелкий (основной) молотит.

1.3. Дырки в стене. В простейшем случае тоже кухня, туалет. В дырку труба 110, далее
применимо все, что в 1.2.

Кроме этого, в трубу с уличной стороны втыкаем приточный клапан, он дает возможность "форточки". Т. е. регулирует сечение.
Кроме того, мало ли конденсат какой - трубу чуть клоним в сторону улицы.

2. Независимое, приточно-вытяжное проветривание в каждой комнате. Для такого направления, щели под дверями не нужны, т. е. можно решить вариант с полным отсечением комнат от отопления.
Но если будут - ничего особо страшного.

2.1. Втыкаем в трубу варианта 1.3. теплоинерционный элемент. От кошерных колец Рашига, до маргинальных пары кило старых гнутых гвоздей. Ограждаем какой-то сеткой. Второй вентилятор включенный встречно. По вкусу добавляем фильтр.
В трубе цепочка: хата - фильтр - вентилятор на вытяжку - сетка - теплоАКБ - сетка - второй вентилятор на приток - приточный клапан с регулировкой просвета - улица.
Принцип работы:
- первую минуту работает первый вентилятор, вытягивает из комнаты, греет теплоАКБ.
- вторую минута работает второй вентилятор, обеспечивает приток через нагретую теплоАКБ.
Управление оборотами - переменной сопротивлюшкой.

Переключение вентиляторов с помощью мультивибратора. Нарисован на доисторических элементах, прям ностальгия, можно любые современные. Правильнее на паре элементов И (ИЛИ)-НЕ, на КМОП логике с ключами на выходе.



Или такой, на таймере 555
Время между переключениями - экспериментально, но будет определенная зависимость от Тулицы. Примерно так, если при нуле оптимум скажем минута, то при -30С - 20-30 сек.

2.2. Две трубы по варианту 2.1. на комнату. У 2.1. недостаток - будет немного прыгать давление в комнате. Если открыты двери, то будут перетоки.
Принцип работы - первый минуту работает на вытяжку, второй на приток. Потом реверсируются.
Недостаток - вдвое цена.

2.3. На основе вариантов 2.1, или 2.2. Добавляется управление оборотами вентилятора, т. е. расходом, в функции загрязнение. Идея не менять воздух там, где кроме кислорода и азота ничего.
Экономика сомнительна, требует знаний электронники, не для всех, но интересная игрушка.
Идея, расходы:
Слаботочка (шина 1-Wire), это просто телефонный провод - в каждое помещение. На один такой провод, вешается множество устройств.
Прикинем цены.
Телефонный кабель - длина всех перегородок клетки 3*3 с шагом 3 метра - 72 метра. Бухта 100 метров 500-900 руб. Пусть 700 руб.
Датчик качества воздуха Mq-135 воздуха 260 руб. Три спальни, зал, кухня, санблок, не знаю зачем, но и в холодильник. 7 шт. 1820 руб. Тест похожих датчиков
Готовая АЦП-ешка в корпусе и с датчиком температуры. для подкл. датчика газа. 700*7=4900 руб.
ЦАП с силовым выходом 1610 * 7 (по два вентилятора в комнате) = 11270 руб.
Бенукс 4630 руб
Адаптер usb-1wire - 3180 руб.
Силовых ключи 800, чтоб до 3 кВт - еще радиаторы, пусть 1000. В одном устройстве два ключа, свет и отопление 7000 руб
Вся система 700+1820+4900+11270+4630+3180+7000 = 33500 руб. С БП, датчиками влажности - 40 тыс.
Это в лоб, никакой пайки, все на разъемах, как конструктор Лего.
Если мостырить самим, падает примерно впятеро, короче меньше 6 тыс. руб - только по деталькам - вряд ли.

 

В дополнение к вентиляции, вариант с грунтовым теплообменником
В качестве грунтового элемента - труба ПНД20-32, либо ПВХ шланг (поливочный) .
Схема:
- по жидкости: грунт, радиатор вытяжки-радиатор притока-расширительный бачок-циркуляционный насос-грунт.
- по воздуху - вытяжка с вентилятором, воздух отдает тепло радиатору вытяжки (добавляя к теплу грунта), уходит наружу. Подогретая жидкость идет в радиатор притока, греет приточный воздух.
Расчет можно глянуть тут
Контрольные цифры для трубы 32, длина 100 м, глубина 2 м, объем теплоносителя 53 литра, грунт +5С, температура на входе в грунт: 0С - 450 Вт, -10С - 1360 Вт, -20С - 2270Вт.
По другим диаметрам - ориентируйтесь на объем теплоносителя. Так для замены трубы 32мм (внутренний 26мм) длиной 100 м, поливочного шланга Ф13 нужно 400м.
Основные затраты на поместить "шланг в грунт".
Если предстоит делать забор, можно приятное с полезным. Под столбы все равно бурить около метра - пробурить 2 и канаву с полметра. Можно в скважину попробовать. Если под боком пруд - можно туда кинуть. На дне всегда +4,2С, при этой температуре у воды макс. плотность (самая тяжелая), опускается вниз. Если большой колодец - можно туда.

Практика канава 4 м глубиной, 50 длинной, два контура по 80 м.
Цифры:
"В начале зимы установлен воздухообмен - 100 м. куб./час. В режим когда в доме никого нет.
на улице -10 гр.
после грунтового ТО перед входом в рекуператор +5.4 гр. (температура грунта сейчас на глубине 4 метра: из земли в дом 8.6 гр, в землю после ТО 7.8 гр).
в помещения дома из рекуператора выходит 18 гр.
утилизируется из помещения 20 гр. (температура в самом помещении 22 гр., на уровне 1.7 м от пола)
выходит на улицу после рекуператора 9.4 гр."

 

Дабы закончить вопросы по утеплению, на тему нафига такое и какое надо, а так же спекуляции на тему об охренительно "полезной" тепловой инерции - маленько порезвился с моделями теплопотерь.

1. Распределение годовых температур на примере Вологды, 2015 год
Взят архив температур, за весь год, с интервалом 3 часа. Подбиты бабки - сколько часов за год температура -30С, сколько -29С и т.д.

Получили вот такую кривую. На интересует ниже +10С, видим распределение близкое к нормальному (Гаусову).

Определяем мощность потерь дома на градус разницы (дом -улица), т.е. потери через ограждения, вентиляцию, окна.
Дальше все просто. Известно, что -23С за год держалась 27 часов. Считаем сколько накрутил счетчик, потери на градус известны, время, разность температур тоже. Так, для каждой из температур и смотрим, что получится по деньгам.


Получаем вот такую лепоту. Абциса - температура, ордината - потребная энергия кВт*ч, которая ушла за год в отопление для данной температуры. Три дома, с потерями 187 (синяя), 70(красная), 18 (зеленая, если найдете )Вт/К.
Площадь под кривыми - бабки, которые уйдут чубайсу.
Ориентировочно - 71715, 19672, 343 руб/год.

2. Модель посложнее и гораздо точнее. Связывает утепление и затраты на отопление. На пальцах:
- взят тот же архив температур с шагом в 3 часа, по Вологде, 2015 год. Использован, как база. Под свой район и год брать тут
- весь год проквантован по времени на 10-минутные интервалы. Интервал задается, можно минутные, но учтите, что в табличке будет полмиллиона строк.
- для каждого интервала, по номеру минуты года из базы вытаскивается температура улицы на данную минуту.
- по классической модели теплообмена (Ньютона-Рихмана), вычисляется температура на окончание кванта, т.е. строится экспонента для остывания, либо нагрева, в зависимости работает ли обогреватель, либо выключен. Разумеется, строится с учетом теплоинерции дома, можно поиграть (передаю привет апологетам теплоинерции заранее, с удовольствием понаблюдаю за процессом жевания шляп).
- по результатам расчета каждого кванта, принимается решение о включении, либо выключении обогревателя по задаваемым температурам включения и выключения (т.е. задаем желаемые пределы температуры в помещении)
- на каждый квант с включенной печкой, считается потребленная энергия.

Дальше подбиваем бабки и сравниваем доли всех направлений потребленной энергии:
- потери ограждений. Задаем размеры дома, тепловое сопротивление стенок, пола, потолка.
- потери окон. Задаем площадь, тепловое сопротивление окон.
- потери на вентиляцию. Задаем потребные кубы в час.
- подъем воды из скважины. Задаем потребные кубы в месяц, глубину подъема, КПД насоса
- работа аэраторов локальных очистных сооружений. Задаем среднюю потребляемую мощность.
- потери на ГВС. Задаем потребные кубы в месяц, желаемую температуру нагрева воды, температуру холодной воды.
- бытовое тепловыделение. Задаем, как ГородскоеПоказанияСчетчика*1000/720(часов в мес). Т.е. эл. энергия на холодильник, плиту, компы, телики, лампы...

Результаты для дома, 9*9*3, холодной, горячей по 2 м3/мес, вент. 90м3/ч. Все цифирьки за год.

Данный проект, в варианте МАХ теплопотерь. Нифига не экономим, форточки настежь, топим весь дом, круглосуточно +22С, дополнительно врезаны еще 3 окна по 1м2, т.е. остекление 8м2, 67 Вт/К:
кВт*ч Руб Доля
Подъем воды 533,3 1600,0 0,05
ЛОС 131,4 394,2 0,01
ГВС 1400,0 4200,0 0,12
Быт 4380,0 13140,0 0,38
Отопление 4967,3 14902,0 0,44
Всего 11412,1 34236,2 1,00

"Сильно умный" дядька, 10 лет назад, позиция:
- Да там жеж 100 минваты вкруговую!!! - Да вы чО, этожеж полтора метра кирпичей, да ваще будет, да куда нахрен больше, да вы ваще штоли о.. (далее непечатно)! Справка: тариф по эл.энерги 10 лет назад - втрое ниже.
кВт*ч Руб Доля
Подъем воды 533,3 1600,0 0,02
ЛОС 131,4 394,2 0,00
ГВС 1400,0 4200,0 0,05
Быт 4380,0 13140,0 0,17
Отопление 19908,0 59724,0 0,76
Всего 26352,7 79058,2 1,00

Этот же (вдвое поумневший) дядька через 10 лет, т.е. сегодня про 200мм минваты (я скопирую):
- Да вы чО, этожеж ТРИ(!!!) метра кирпичей, да ваще будет, да куда нахрен больше, да вы ваще штоли о.. (далее опять непечатно)!
Справка: тариф по эл.энерги за 10 лет назад - поднялся втрое.
кВт*ч Руб Доля
Подъем воды 533,3 1600,0 0,03
ЛОС 131,4 394,2 0,01
ГВС 1400,0 4200,0 0,07
Быт 4380,0 13140,0 0,22
Отопление 13595,0 40785,0 0,68
Всего 20039,7 60119,2 1,00

Выводы.
Компенсация теплопотерь - основная статья везде. Учитывая, что бытовое выделение - это тоже отопление, актуальность снижения теплопотерь остается самой актуальной. Утепляться нужно. Даже сегодня очевидно, что 250мм - мало.

Данный проект, вариант МИН (предельный). На ночь везде, кроме спальни снижаем температуру, две спальни отключены (дети разъехались), на окнах "зимние ставни", умное проветривание по СО2, рекуператор проветривания.
кВт*ч Руб Доля
Подъем воды 533,3 1600,0 0,08
ЛОС 131,4 394,2 0,02
ГВС 1400,0 4200,0 0,22
Быт 4380,0 13140,0 0,68
Отопление 35,0 105,0 0,01
Всего 6479,7 19439,2 1,00
Вывод: В районе Вологды, такой дом не требует отопления вообще. Основной статьей экономии становится бытовое потребление энергии.

Пара замечаний к таким прикидкам.
Реальные потери будут меньше. Расчет ведется из условий, что все стенки северные, постоянно дует ветер, причем сразу на все стенки, пол и потолок сразу. Т. е. температура всех стен, пола, потолка, строго температуре воздуха в тени.
Насколько меньше - добавьте хотя бы инсоляцию отопительного своего региона.
Чем меньше потери, тем больший подъем температуры от бытового тепловыделения. Когда бытового хватает для подъема температуры со средней отопительного, до комнаты затраты на отопление падают нелинейно (близко к параболе) и до нуля.

Вводить инсоляцию, розу ветров - лениво, кому очень надо - сами. Чудес особых не будет. Для Вологды, при самых оптимистических прогнозах - получим пара тыс. кВт*ч по инсоляции за отопительный, но для проекта, этого вполне может хватить для "не топить совсем", даже без экстремальной экономии.
В отвратительно-.. ой, в привычно-утепленном доме, эти пара тыщ. кВт - будет незаметны совсем.

 

Играясь сегодня с калькулятором теплопотерь, мне подумалось, что наверное нижняя граница утепления должна быть достаточна для обеспечения возможности не топить при температуре за бортом чуть ниже средней за зиму. Иначе говоря пусть я буду топить при температуре -30, такое бывает (если бывает) пару недель максимум. Зато нет необходимости пускать котёл при обычных для нашей зимы -5 ночью.

 

Да. А в целом, смотреть на доли, в идеале - стремится к равным, но естественно смотреть на цену шага по каждой доле.
В структуре потерь - к равным вентиляции, окон, ограждений. В общей структуре - чуть раскрою.
Очистные (аэратор) - можно не рассматривать, в предельном варианте 2%
Подъем воды - тоже вряд ли будет существенным, но определенные шаги сделать можно. В основном - повышение КПД насоса, за счет подбора модели, с приличным КПД. Середина рабочей области в идеале должна попадать на область давлений выбраных давлений + высота подъема) атм.
Например, реле давления настроено на 1,5-2,5, высота подъема 10 м. Производительности пусть нам хватает 400л/ч.
Если взять насос по производительности 4 куба /час, но с давлением в 3,5 атм - докачивать ГА - он будет гораздо дольше, чем малопроизводительный, но с большим давлением, т.к. будет работать в режиме с очень плохим КПД.
Обычная проблема - нет нагрузочной характеристики, есть давление и производительность. Обычно, давление указывают на закрытую магистраль, а расход на свободный излив (так попугаев больше выходит). В этом случае, давление выбираем на треть больше, чем нам нужно, а производительность, примерно 40-50%
Снижаем давление от 3 до 1-1,5 атм (чтоб стиралки заводились) - получаем снижение расхода раза в полтора.
Нужно в сети 2 атм + 10 метров подъема, производительность 400 л/ч. Насос берем на 4 атм, производительность 700-900 л/ч.
ГВС. Смена ванны на душ, а лейки душа хрущевки на современные - расходы на ГВС втрое.
Быт. При росте утепления - основная статья. Не забываем, что это еще и завуалированное отопление. Т.е. видим, что даже в "переутепленном" по совр. стереотипам доме - утепление по прежнему остается актуальным. Ну, а что до расходов - светодиоды, утепленные мультиварки, "погреб" в доме и т.д. Но особо не разгонишься.
Отопление. Отопители - подальше от внешних стенок, а остальное - по статье снижение потерь, уже описывал. Рекуперация вентиляции, умная вентиляция, снижение потерь через окна, ограждения.
Отдельный вопрос - энергия инсоляции.

 

Еще вариант вентиляции. Смешанный, заточенный под колхоз, в бюджете 3-3,5 тыс. руб, т.е. можно в каждую комнату. Будет независимое, управляемое проветривание и без воздуховодов. КПД рекуператора порядка 80%

Две дырки (приток и вытяжка) под пластиковую трубу 50 в стенке каждой комнаты.
Два радиатора от автопечки жигуленка, закрывающие дырки, крепятся к стене, по контуру - герметиком. Вокруг - корпус из доски, передняя стойка вент.решетка. Можно все утопить в стенку.
Вентилятор от компа - в дырку вытяжки (чтоб в тепле), вентилятор подключаем через переменное сопротивление, будет изображать степень открывания форточки. Дальше варианты:
Если дом под разморозку - радиаторы залиты тосолом и добавляется электропомпа на 12В (можно попробовать самотек, но вряд ли хватит перепадов температуры).
Если хотим взять тепло из воды - то цепляем к водосети через шаровый кран, сливы коллектором в один шланг и в скважину.
По деньгам на один рекуператор:
- два радиатора 1500 руб.
- насосик от газельки 1200 руб.
- вентилятор компа 100 руб.
- шлаги, наружние и внутренние решетки, дефлекторы 700 руб.
3500 руб вся система.
Никакой автоматики, регулировка по типу "открой форточку крутни переменник, душновато"

 

Практика, по принятой (на данный момент) системе вентиляции в проекте.

Поправки по конструкции в ролике.
- вместо стеклянных шариков - керамические кольца Рашига. Ф10
- вместо локальной системы управления - централизованное, от системы Бенукс управляющей всем домом (вентиляция, отопление, измерения, прочие хотелки).
Расходы на комнату:
- два отрезка пластиковой трубы ДУ 110 300 мм.
- 4 соединителя трубы 110
- 4 вентилятора 80*80 или 90*90 от компа, на 12 В.
- порядка 6 кг колец Рашига
- 4 дефлектора
Режимы - рекуператор, вытяжка, приток, выключено.

 

Женя, дом или квартира? А то если я в 12-ти этажке просверлю по два отверстия в каждой комнате, меня не поймут просто.

 

Дом конечно. Хотя, посмотри тут http://forum.vashdom.ru/threads/optimalnoe-stroitelstvo-ramochnyj-proekt.48023/#post-329231
"теплая форточка" (в конце), вставляется в стенку, одна дырка приток и вытяжка. Как-то сверлят, есть даже сверлилки специальные.

 

Ни разу во многоэтажках не видел таких ...

 

Так-то ж в Москве...