Утепление каркасного дома своими руками изнутри: Утепление каркасного дома своими руками: инструкция

Излучение, третья форма физического переноса тепла, работает совершенно иначе, чем теплопроводность и конвекция. Лучистая энергия передается посредством электромагнитных волн, подобно свету или звуку. Точнее, это касается той части электромагнитного спектра, которая называется инфракрасным излучением. Излучению не нужна среда (например, воздух или вода) для передачи тепла. Он также работает в вакууме и является наиболее важной формой теплопередачи в космическом пространстве. Основным источником лучистой энергии является Солнце, но каждый объект на Земле излучает инфракрасную энергию, если он имеет массу и температуру выше абсолютного нуля. Эта энергия может быть поглощена другими объектами с более низкой температурой. Лучистая энергия не имеет температуры. Только при ударе о поверхность объекта с массой энергия может быть поглощена и преобразована в тепло.

Тепловой комфорт при низких температурах воздуха

Из-за общего использования систем центрального воздушного отопления (и охлаждения) мы пришли к выводу, что тепловой комфорт в наших помещениях зависит главным образом от температуры воздуха. Однако человеческое тело обменивается теплом с окружающей средой посредством конвекции, излучения, теплопроводности и испарения (форма «скрытого» теплообмена). Конвекция относится к теплообмену между кожей и окружающим воздухом, излучение — к теплообмену между кожей и окружающими поверхностями, испарение — к потере влаги кожей, а проводимость — к теплообмену между частями человеческого тела. и другой объект, с которым он соприкасается.

———————————————— ————————————————— ————————————————————

Если доля увеличивается излучение или проводимость в общей теплоотдаче, люди могут чувствовать себя вполне комфортно при более низкой температуре воздуха в отопительный сезон

————————————— ————————————————— ————————————————— ——————

Зимой мы можем чувствовать себя комфортно при более низких температурах воздуха, увеличивая долю излучения или проводимости в общей теплопередаче помещения. Верно и обратное: проводимость и излучение могут вызывать дискомфорт у людей, несмотря на высокую температуру воздуха. Например, человеку, стоящему босиком на холодном полу, будет холодно, даже если температура воздуха составляет комфортные 21 ºC (70 ºF). Это связано с тем, что тело отдает тепло полу за счет теплопроводности. Горячая чашка супа в руке, подогрев пола или нагретая скамья имеют противоположный эффект, потому что тепло передается от теплого предмета к телу посредством теплопроводности.

Лучистое тепло может сделать людей комфортными и при более низкой температуре воздуха. Яркий пример — прямые солнечные лучи. Весной или осенью мы можем комфортно сидеть на улице на солнце в одной футболке, даже если температура воздуха относительно низкая. В метре, в тени, может быть достаточно холодно, чтобы нуждаться в куртке, хотя температура воздуха более-менее одинакова. Летом мы предпочитаем тень. Разница объясняется лучистой энергией солнца, которая непосредственно нагревает тело при воздействии на него солнечного света.

Системы лучистого отопления компенсируют более низкую температуру воздуха более высокой температурой излучения, а системы воздушного отопления компенсируют более низкую температуру излучения более высокой температурой воздуха. Рабочая температура — средневзвешенное значение обеих величин — может быть одинаковой. Источник:

Следует отметить, что на Земле излучение всегда идет рука об руку с конвекцией. Поскольку воздух имеет небольшую массу, лучистая энергия солнца не нагревает воздух напрямую. Однако делает это косвенно. Лучистая энергия солнца поглощается земной поверхностью, где она преобразуется в тепло. Затем более теплая земная поверхность медленно отдает это тепло в воздух посредством ранее описанных механизмов теплопроводности и конвекции.

Температура излучения одинаково важна при обогреве здания, независимо от используемой системы отопления. В помещении лучистая температура представляет собой общее инфракрасное излучение, которым обмениваются все поверхности в помещении. Системы лучистого отопления, о которых мы поговорим позже, работают аналогично солнцу: они нагревают не воздух, а поверхности в помещении, в том числе кожу человека, повышая температуру излучения и обеспечивая тепловой комфорт при более холодном воздухе. температура. Использование лучистого отопления более практично в помещении, где факторы окружающей среды находятся под контролем. Например, если на улице поднимается ветер, согревающий эффект солнца быстро исчезает.

———————————————— ————————————————— ————————————————————

Это не солнце а земная поверхность которая нагревает воздух на нашей планете

————————————- ————————————————— ————————————————— ——

100% лучистой системы отопления не существует, потому что как лучистая поверхность нагрева, так и излучаемые поверхности контактируют с воздухом и нагревают его за счет проводимости и конвекции.

Как и в случае теплопроводности, радиация может причинять людям дискомфорт, несмотря на высокую температуру воздуха. Если мы сидим рядом с холодным окном, наше тело будет излучать тепло на эту холодную поверхность, заставляя нас чувствовать холод даже при комфортной температуре воздуха 21ºC (70ºF). Короче говоря, ни высокая температура воздуха, ни высокая температура излучения не являются гарантией теплового комфорта. Лучшее понимание тепловой среды в помещении дает «рабочая температура», которая представляет собой средневзвешенное значение обеих величин.

Старый способ отопления

До появления систем центрального воздушного отопления в двадцатом веке здания в основном отапливались центральным источником лучистого тепла, таким как камин или дровяная, угольная или газовая печь. Обычно отапливалась только одна из комнат в здании. Но даже в этой комнате были большие различия в комфорте в зависимости от вашего точного местоположения в пространстве. В то время как воздушное отопление относительно равномерно распределяет тепло по площади, лучистый источник тепла создает локальный микроклимат, который может радикально отличаться от остального помещения.

Это связано с тем, что энергетический потенциал источника лучистого тепла уменьшается с расстоянием. Дело не в том, что инфракрасные волны становятся слабее, а в том, что они становятся более рассеянными, поскольку они расходятся веером из определенного источника. Это показано на двух иллюстрациях ниже, которые появляются в «Руководстве по лучистому отоплению и охлаждению» Ричарда Уотсона. На рисунке слева показано распределение лучистого тепла (или «лучистый ландшафт») в помещении, виденном сверху, обогреваемом системой принудительного воздушного отопления. Средняя лучистая температура в помещении составляет 20ºC (68ºF). За исключением влияния холодной поверхности окна (вверху рисунка), лучистая температура относительно постоянна во всем помещении.

Источник: Справочник по лучистому отоплению и охлаждению . Richard Watson, 2008

На рисунке справа показано то же помещение, снова со средней температурой излучения 20ºC (68ºF), но теперь обогреваемое источником лучистого тепла, расположенным в центре потолка. Речь идет об электрической длинноволновой инфракрасной панели, новой технологии, которую мы объясним во второй части этой статьи, но камин в центре комнаты даст аналогичный результат. Лучезарный пейзаж теперь совсем другой. Самая высокая температура излучения измеряется в середине помещения, прямо под нагревательной панелью. Затем лучистая температура быстро уменьшается по концентрическим кругам по направлению к сторонам помещения. Разница между минимальной и максимальной лучистой температурой намного больше, чем в случае системы воздушного отопления.

———————————————— ————————————————— ————————————————————

В воздухе- отапливаемое помещение, не имеет большого значения, где вы находитесь. В помещении, обогреваемом лучистым источником тепла, расположение решает все.

————————————————————— ————————————————— ————————————————————

Конечно, другое расположение излучающей поверхности нагрева или комбинация двух или более излучающих поверхностей нагрева снова представили бы совершенно другой излучающий ландшафт. Кроме того, как и в случае с солнечным излучением, другие объекты могут отбрасывать тени, а это означает, что даже расположение мебели может влиять на распределение тепла в помещении. Также обратите внимание, что неоднородное распределение лучистой температуры будет несколько смягчено однородным характером температуры воздуха, независимо от того, какая система отопления используется.

Энергоэффективность

В помещении с воздушным отоплением не имеет большого значения, где вы находитесь. В помещении, обогреваемом центральным источником лучистого отопления, расположение решает все. Средняя температура излучения может быть оптимальной, но температура излучения в некоторых частях помещения может быть слишком низкой. Но возможно и обратное: средняя лучистая температура может быть слишком низкой, а в некоторых местах в помещении вполне комфортно. Это древний принцип точечного или зонального отопления, который невозможно реализовать при воздушной системе отопления. Вместо того, чтобы отапливать все пространство, наши предки отапливали только занятые части здания.

Воздушное отопление (слева) и лучистое отопление (справа) в здании церкви. Источник: Безопасное для ткани отопление, Дарио Камуффо.

То же самое происходит и на вертикальной плоскости. Теплый воздух поднимается вверх, так что большая часть тепла оказывается под потолком, где от него мало пользы. При лучистом отоплении вполне возможно обогреть только нижнюю часть помещения, независимо от высоты потолка. Лучистое тепло не поднимается вверх, если только поверхность лучистого нагрева не направлена ​​вверх. В заключение, вместо того, чтобы нагревать весь объем воздуха в помещении, система лучистого отопления может обогревать только ту часть помещения, которая занята, что, конечно, гораздо более энергоэффективно.

Если помещение не очень маленькое или в нем много людей, только очень небольшая часть энергии, используемой системой воздушного отопления, приносит пользу людям. С другой стороны, почти вся энергия, используемая системой лучистого отопления, эффективно обогревает людей.

Местная изоляция

Проблемой неоднородного внутреннего климата прежних времен была лучистая асимметрия — разница в лучистой температуре между отдельными частями тела. Человек, сидящий перед открытым огнем, получит достаточно лучистого тепла на одну сторону своего тела, в то время как другая сторона отдает тепло холодному воздуху и выходит на поверхность в противоположной половине комнаты. Тело может находиться в тепловом равновесии — потери тепла с одной стороны равны притоку тепла с другой, — но если разница температур слишком велика, тепловой комфорт не будет обеспечен.

Скамья с регулируемой спинкой. Источник: Dictionnaire de l’ameublement et de la decoration depuis le XIII siècle, 1887-1890

Задача проиллюстрирована на гравюре выше. Спинка скамейки может быть переставлена ​​из стороны в сторону. Регулярно поворачивая тело к огню, а затем от него, можно было попеременно нагревать и переднюю, и заднюю часть тела. Хотя лучистая асимметрия может быть проблемой в системах принудительного воздушного отопления, она гораздо чаще появляется в помещениях, обогреваемых лучистым источником тепла. В исторических зданиях разница температур поверхностей усугублялась тем, что поверхности зданий не были изолированы. Сквозняки, еще одна причина локального теплового дискомфорта, также были проблемой в старых зданиях, потому что они были совсем не герметичными.

———————————————— ————————————————— ————————————————————

Для создания комфортного микроклимат без лучистой асимметрии и сквозняка, наши предки дополняли местное отопление местным утеплением

———————————- ————————————————— ————————————————— ———

Для создания комфортного микроклимата без лучистой асимметрии и сквозняков наши предки дополняли локальное отопление местным изоляция . Одним из примеров было кресло с капюшоном. Этот стул, который мог быть обит или покрыт кожаными или шерстяными одеялами, полностью подвергал людей лучистому источнику тепла, защищая их спину от сквозняков и низких температур поверхности позади них.

В то же время форма мебели обеспечивала эффективное использование большей доли лучистого тепла, выделяемого огнем: кресло нагревалось непосредственно огнем за счет излучения, и это тепло передавалось сидящему в нем человеку. Это. Недавние исследования показали, что показатель теплоизоляции этих типов стульев составляет не менее 0,4 кло, что соответствует коэффициенту теплоизоляции тяжелого пуловера или пальто. Некоторые стулья с капюшонами могли вместить более одного человека.

Вверху: стулья с капюшоном девятнадцатого века. Источники: Period Oak Antiques (слева) и Polyvore (справа). Внизу: ширма для зимнего использования. Источник: Ален Труонг.

Дополнительным решением, которое можно было использовать отдельно, была складная ширма. Складные экраны, использовавшиеся в качестве зимней мебели, утепляли тканью или строили из тяжелых деревянных панелей. Например, их можно разместить за изолированным стулом или за столом. Как и кресло с капюшоном, ширма защищала спину человека от сквозняков и низких температур, создавая комфортный микроклимат.

Вверху: зона отдыха рядом с камином (Источник: The English Fireplace). Внизу: кровать с балдахином (Источник: Wikipedia Commons).

Третьим примером местной изоляции были специальные зоны отдыха рядом с камином. Это могут быть скамейки, расставленные между огнем и боковыми стенками камина, или ниша в стене со встроенным сиденьем. В обоих случаях человек прислонялся к стене, согретой огнем и защищенной от сквозняков. В некоторых случаях сам камин располагался в комнате-в-комнате. В спальне, которая часто оставалась неотапливаемой, на обеспечение микроклимата был направлен еще один предмет мебели: кровать с балдахином, имеющая балдахин и плотные портьеры. Когда шторы были закрыты, сквозняки устранялись, а тепло тела удерживалось внутри.

Переносные системы отопления

Очевидным недостатком точечного отопления является то, что вы должны находиться в определенном месте, чтобы чувствовать себя комфортно. В прежние времена семья собиралась у камина или печи, когда не нужно было выполнять никакой физической работы или когда нужно было согреть тело после долгого пребывания на холоде. Другие места в комнате, а также неотапливаемые помещения лучше подходили для деятельности, требующей более высокого метаболизма. Люди «мигрировали» по комнате и дому в поисках климата, который лучше всего соответствовал их потребностям.

Familienszene в Einem Interieur, картина Альберта Анкера, 1910

Однако, какая изящные источники нагрева и местные насильственные насильства были и местными насильниками. передача тепла посредством излучения, конвекции и/или теплопроводности. Их можно было использовать для дальнейшего повышения теплового комфорта при наличии центрального источника тепла, а также для обогрева других мест. Портативные системы обогрева были разработаны специально для обогрева ног или рук: частей тела, наиболее чувствительных к холоду.

———————————————— ————————————————— ————————————————————

Индивидуальные источники отопления разрешены людям наслаждаться теплом центрального камина в неотапливаемом помещении или даже вне дома

—————- ————————————————— ————————————————— ————

Примером может служить ножная печь, ящик с одной или несколькими перфорированными перегородками, в котором находилась металлическая или глиняная чаша или кастрюля, наполненная угольками из камина. Ноги клали на печку, и часто длинная одежда, которую носили в те дни, усиливала эффект небольшого нагревательного устройства: тепло направлялось через юбку или камерный халат вдоль ног к верхней части тела. Верх печи делали из дерева или камня, так как эти материалы обладают низкой теплопроводностью, чтобы избежать ожогов.

Слева: Голландская печка (Wikipedia Commons). Справа: «Молодая женщина, греющая руки», картина Цезаря ван Эвердингена.

Во многих культурах мира аналогичные источники тепла использовались для согревания рук. Их делали из металла или керамики и наполняли угольками из камина, углем или торфом. Эти личные источники отопления также позволяли людям наслаждаться теплом центрального камина или печи за пределами дома. Их везли в неотапливаемых вагонах и вагонах или на воскресную мессу. Бедняки пользовались раскаленными камнями или кирпичами или даже раскаленной картошкой, которую клали в карманы пальто.

Для обогрева кровати использовались латунные судны с длинной ручкой, которые засовывали под матрац. У некоторых кроватей была тележка-кровать: большая деревянная рама, предназначенная для размещения горшка с раскаленным топливом в центре кровати. В 19 веке, после появления общественного водоснабжения, использование керамических грелок стало обычным явлением — вода является гораздо более безопасным теплоносителем, чем тлеющий огонь. Эти устройства, которые часто были защищены тканевым покрытием, использовались в качестве грелок для ног, рук или грелок для сна.

Афган «Корси». Источник неизвестен.

Некоторые народы подняли концепцию ножной печи на уровень выше. У японцев был свой «котацу» — передвижной низкий столик с угольной печью под ним. На стол клали толстую ткань или одеяло, чтобы удерживать тепло, и вся семья просунула ноги под стол, сев на пол. Как и в случае с европейскими и американскими печками для ног, современная одежда усиливала эффект устройства. Жар угольной горелки передавался через традиционное японское кимоно, согревая все тело. Подобные нагревательные устройства использовались в Афганистане (типа «корси»), а также в Иране, Испании и Португалии.

Кондуктивные системы отопления

Некоторые исторические системы лучистого отопления также передавали тепло за счет теплопроводности, что еще больше повышало эффективность и комфорт. Более 3000 лет назад китайцы и корейцы построили системы отопления, основанные на улавливании дымовых газов в тепловой массе. Северный китайский «кан» («кровать с подогревом») представлял собой приподнятую платформу из камня, кладки или самана, занимавшую примерно половину комнаты. Как видно из названия, кан был в первую очередь отапливаемой кроватью, но платформа также использовалась в течение дня как отапливаемое рабочее и жилое помещение. Типичный для Северо-Восточного Китая «дикан» («теплый пол») работал так же, как и кан, но имел большую площадь пола.

Вверху: китайский Кан, сфотографированный в 1920-х годах. Источник: Путешествие по Северному Китаю, Гарри А. Франк.

Корейцы использовали «ондол» («нагретый камень»), который представлял собой платформу от стены до стены. Подобная система отопления в Афганистане, «тавахане» («горячая комната»), возможно, является самой старой из этих систем: ее использование насчитывает 4000 лет. Во всех этих системах тепло от открытого огня отводилось под платформу к дымоходу на другой стороне комнаты. И камин, и дымоход могли находиться в комнате или в смежных комнатах. Тепло горячих дымовых газов передавалось тепловой массе платформы, которая медленно отдавала тепло в пространство. Теплопроводность была так же важна, как излучение и конвекция в общей передаче тепла.

выше: Blick in Eine Schwarzwaldstube Mit Kleinem Mädchen Auf Der ofenbank, картина Georger, 1863.3333333333333 годы. by Albert Anker, 1895

Эти старинные восточные отопительные системы чем-то напоминают европейские изразцовые печи, появившиеся в средние века. Изразцовые печи (или «каменные обогреватели», как их называют в США) представляют собой дровяные печи с накоплением тепла, в которых используется большая тепловая масса для сжигания древесины при очень высоких температурах, что является более чистым и эффективным. Дымовые газы задерживаются в лабиринте дымовых каналов, передавая большую часть тепла кладочной конструкции, прежде чем выйти из дымохода.

Изразцовые печи производят большую долю лучистого тепла, но, помимо этого, они обеспечивают передачу тепла за счет теплопроводности, так как многие изразцовые печи имеют встроенные платформы, на которых можно сидеть или спать. Даже если этих площадок не было, рядом с печкой ставили деревянные лавки, чтобы можно было опереться на теплую (но не слишком горячую) поверхность.

Почему нам также нужны современные технологии

В заключение, все исторические системы отопления использовали излучение и/или теплопроводность в качестве основных способов передачи тепла, в то время как конвекция была просто побочным продуктом. Имеет смысл вернуться к этой концепции отопления, но это не означает, что мы должны вернуться к использованию каминов и ношению тлеющих углей по дому. Хотя старая концепция отопления более энергоэффективна, этого нельзя сказать о большинстве старых отопительных приборов.

———————————————— ————————————————— ————————————————————

 В то время как старая концепция отопления является более энергоэффективным, чего нельзя сказать о большинстве старых отопительных приборов.

———————————————— ————————————————— ————————————————————

Камины, на одного вещь, чрезвычайно неэффективны, потому что большая часть тепла уходит через дымоход. Они также всасывают большое количество холодного воздуха через трещины и щели в ограждающих конструкциях, что охлаждает воздух в помещении и создает сильные сквозняки. Из-за этого камины могут иметь даже отрицательную эффективность по температуре воздуха: они могут сделать комнату холоднее, а не теплее. Печи работают лучше, но они остаются относительно неэффективными и должны регулярно топиться, как камин. И для обоих вариантов загрязнение воздуха может быть значительным.

(Улучшенная) изразцовая печь — единственная древняя система отопления, которую все еще можно рекомендовать, но сейчас у нас гораздо больше вариантов, таких как электрические и водяные системы лучистого и кондуктивного отопления. Они эффективнее, практичнее и безопаснее, чем источники тепла прошлых лет. В следующих двух статьях мы исследуем, как можно улучшить старый способ обогрева с помощью современных технологий и сколько энергии можно сэкономить.

Крис Де Декер (вычитано Дженной Коллетт)

———————————————— ————————————————— ————————————————————

Источники (в порядок важности):

• Stralingsverwarming: Gezonde Warmte с Minder Energie, Kris De Decker, 2015
• Согреться в прохладном доме. Создание комфорта с фоновым отоплением и локальным дополнительным теплом (PDF). Историческая Шотландия Технический документ 14, Майкл Хамфрис, Историческая Шотландия, 2011 г.
• Справочник по лучистому отоплению и охлаждению (Справочники Mcgraw-Hill), Ричард Уотсон, 2008 г.
• Тепловая среда человека: влияние жаркой, умеренной и холодной окружающей среды на здоровье, комфорт и производительность человека, третье издание», Кен Парсонс, 2014 г.
• Книга каменных печей: новое открытие старого способа обогрева, Дэвид Лайл, 1984 г.
• История систем лучистого отопления и охлаждения, часть первая. Роберт Бин, Бьярн В. Олесен, Кван Ву Ким, в «ASHRAE Journal», январь 2010 г., стр. 40-47
• Адаптивный температурный комфорт: принципы и практика», Фергюс Никол, Майкл Хамфрис и Сьюзан Роаф, 2012 г.
• Dictionnaire de l’Ameublement et de la Décoration depuis le XIII век, Генри Хавард, 1887-1890.
• Грелки для ног: горячие угли, горячая вода. Главная Вещи Прошлое.
• Грелки для кровати. Старый и интересный.
• Грелки для муфт и другие антикварные грелки для рук. Главная Вещи Прошлое.
• Кёрпервармеспендер. Веб-сайт.

Статьи по теме

• Обогрейте свой дом ветряком с водяным тормозом
• Системы лучистого и кондуктивного отопления
• Как согреться в прохладном доме
• Фруктовые стены: городское хозяйство 1600-х годов
• Месть потолочного вентилятора
• Изоляция: сначала кузов, потом дом
• Солнечная оболочка: как обогревать и охлаждать города без ископаемого топлива

Читайте журнал Low-tech без доступа к компьютеру, источнику питания или Интернету. Печатные архивы теперь составляют четыре тома с общим объемом 2398 страниц и 709 изображений. Их можно заказать в нашем книжном магазине Лулу.

Строительство домов с пассивным отоплением и охлаждением – Новости Матери-Земли

Поселенец находит способ строить дома с пассивным отоплением и охлаждением, используя бетонные стены и изоляционные панели снаружи стен для контроля температуры дома.

Строительство домов с пассивным отоплением и охлаждением

Сегодня существует огромное количество «экспертов мгновенного действия», продвигающих «энергоэффективные» дома. И почти по-мужски они, кажется, хвастаются тем, как дома, которые они построили — с маленькими, маленькими окнами с двойным остеклением и «дополнительной» изоляцией, набитой в стены — могут сэкономить от 10 до 20 процентов от «обычного». (такая, которую они построили в прошлом году) структура использования энергии.

Ну, экономия процентов 10-20 лучше, чем тыкать острой палкой. Но это ничто по сравнению с колоссальными 60-процентными и более значительными сбережениями (как на зимнее отопление, так и на летнее охлаждение), которые теперь добивается кроткий подрядчик из Колтона, штат Калифорния, строя дома с пассивным отоплением и охлаждением.

Хотите верьте, хотите нет, но этот подрядчик — Джесси Дж. Савелл-младший — разработал запатентованную систему строительства, которая заставляет здание «захотеть» поддерживать комфортную внутреннюю температуру от 68 до 78 градусов по Фаренгейту. . . автоматически . . . практически без дополнительного нагрева или охлаждения. . . без чрезмерно больших или маленьких окон или каких-либо других «уловок для больного пальца», прикрепляемых к его дизайну. . . даже не находясь под землей (как дом Энди Дэвиса, показанный в MOTHER NO. 46).

Короче говоря, жилище системы Savell обеспечивает все свои волшебные энергосбережения — и многое другое — не выглядя «странно» или каким-либо образом отличаясь от жилья, к которому мы все привыкли. И стоимость одного из этих «чудо-строений» — на городском участке, в пригороде или на вашем любимом клочке загородной земли — напрямую конкурирует с сегодняшними «стандартными» (и довольно неряшливыми) домами с деревянным каркасом!

У Джесси Савелл есть секрет строительства дома

Секрет энергосберегающих домов Джесси Савелла тесно связан со старой/новой философией дизайна архитектора Дэвида Райта (см. Интервью Пахаря в МАТЕРИ № 47). Райт, как вы, вероятно, помните, научился строить дома из местных материалов, настолько приспособленных к их микроклимату и так искусно продуманных. . . что они часто на 90 или более процентов являются самонагревающимися и самоохлаждающимися в течение всего года. И одно из самых важных практических правил дизайна Дэвида Райта гласит: «Создайте свой дом как «термос». Поместите его изоляцию снаружи, прямо под кожухом, и держите все его тяжелые массы внутри. Когда вы таким образом изолируете их от летней жары и зимнего холода, они становятся гигантскими тепловыми маховиками, которые помогают вам преодолевать сезонные и ежедневные температурные изменения, которые ударяют по внешнему виду вашего здания».

Джесси Савелл полностью согласен с этой идеей. Однако в настоящее время Дэвид Райт больше озабочен применением этого принципа к домам, построенным из местных материалов (саман, камень и древесина) и точно адаптированным к определенному микроклимату. . . Джесси Савелл предпочитает строить в основном из бетона и иметь дело с менее специализированными, абсолютно «традиционными» конструкциями. Или, говоря иначе: мистер Савелл довольно подлый. Он работает с той же чрезвычайно простой, но очень продвинутой термодинамической концепцией, которую освоил Райт. . . но он так хорошо маскирует это, что большинство людей даже не подозревают, что его дома на самом деле чертовы революционные постройки!

Дома, построенные из бетона, имеют значение

Интересно, что Савелл даже не думал о тепловых свойствах своих зданий, когда впервые разработал свою новую технологию строительства. Что он действительно пытался сделать, так это придумать простую и недорогую систему сборных железобетонных стен, а затем собрать их таким образом, чтобы ни сами участки стены, ни стыки между ними, ни армированная штукатурка, ни какие-либо другое декоративное покрытие, нанесенное на их поверхность, растрескается.

Это само по себе довольно сложно (как вы знаете, если вы когда-нибудь жили в доме с бетонными стенами или оштукатуренным фасадом). Но черт возьми, если Джесси не справился с этим достаточно хорошо, чтобы получить патент США № 3 942 294 за свой метод заливки, а затем соединения стеновых панелей типа «сэндвич».

«Когда я начинал этот проект, я думал только о внешнем виде, — вспоминает Савелл, — и мне потребовалось пять лет возни и экспериментов, прежде чем я, наконец, решил эту проблему. Я сделал это, придумав стеновые панели типа «сэндвич», сделанные из нескольких дюймов бетона внутри, хорошей штукатурки снаружи и слоя полиуретана между ними. В начале, конечно, полиуретан был просто «подушкой для снятия напряжения», которая поглощала разницу в скорости расширения и сжатия между бетоном и штукатуркой».

Однако каждый, кто посетил прототип дома, построенного из новых сэндвич-панелей Джесси в 1973 году, был сбит с толку удивительным и совершенно неожиданным фактом: посреди жаркого южно-калифорнийского лета — и вообще без кондиционера — новый дом Внутри было прохладнее, чем в некоторых соседних каркасных домах с кондиционерами. На самом деле, внутри было прохладнее, чем в стационарном режиме — так и должно было быть по штатным инженерным расчетам! Куда, черт возьми, исчезала вся эта летняя жара?

Тайна дома с пассивным отоплением и охлаждением раскрыта

Постепенно, с помощью университетского профессора физики и нескольких дней расчетов, Савелл понял, что происходит: другие здания по соседству, построенные традиционным способом, с утеплением основной массы несущих стен, были достижение устойчивого состояния с окружающей горячей атмосферой. То есть температура массы зданий поднялась до неприятно теплой температуры воздуха вокруг домов, и эта нагретая масса тогда излучала большое количество тепловой энергии прямо через изоляцию на своих внутренних поверхностях. Это нагрело воздух внутри конструкций до некомфортного уровня. Иными словами, масса зданий делала все возможное, чтобы поглощать внешнее тепло и излучать его внутрь зданий. . . и потребовалось много кондиционеров, чтобы нейтрализовать это естественное действие теплового насоса.

Джесси, с другой стороны, был построен с изоляцией снаружи довольно массивных бетонных стен и полов. . . стены и полы опирались на тяжелый фундамент, заглубленный в землю. Вместо того, чтобы стремиться к устойчивому состоянию с горячей атмосферой, окружающей изоляцию, защищающую его стены и крышу, тогда . . . тяжелая бетонная масса дома Савеллов имела тенденцию достигать устойчивого состояния с землей под ней. И все мы знаем, что температура земли в нескольких футах от поверхности остается более или менее постоянной от 56 до 58 градусов по Фаренгейту круглый год в большинстве частей мира.

«Обычно мы говорим это, — отмечает Джесси Савелл, — что-то вроде этого: Земля имеет «линию постоянной температуры» в нескольких футах под поверхностью, где вся летняя жара и весь зимний холод окружающей среды над этим конкретным участком земли уравновешивается чистой массой почвы и самой породы. И именно здесь должна оставаться линия постоянной температуры. . . она не может подняться ближе к поверхности сама по себе».

«Но потом мы приходим и меняем тепловой баланс участка, заливая его большой массой бетона. Мы также следим за тем, чтобы масса бетона была прочно закреплена на земле тяжелым бетонным фундаментом (а весь этот бетон, конечно же, является хорошим проводником тепловой энергии). . . но мы изолируем всю массивную конструкцию от атмосферной среды очень эффективным слоем изоляции. В результате линия постоянной температуры, которая обычно проходит на глубине двух-трех ярдов в земле, теперь может «затекать» в маленькую искусственную пещеру, которую мы только что построили. Линия постоянной температуры может проходить внутри этого дома, как если бы дом был частью самой земли».

Домашняя система Savell работает и зимой

«Впитывание» постоянной температуры 58 градусов по Фаренгейту в ваш дом, когда температура наружного воздуха составляет 90 градусов по Фаренгейту или 100 градусов по Фаренгейту летом, очевидно, является хорошей идеей. Но как насчет зимы? Не затруднит ли это обогрев вашего дома во время январской метели?

Вовсе нет. . . как недавно заметил Энди Дэвис (см. Интервью пахаря в МАТЕРИ № 46), объясняя, что его семья только что комфортно пережила холодную зиму в Иллинойсе в подземном доме. . . при сжигании всего $ 1,29стоимость топлива:

«Когда вы таким образом изолируете дом от атмосферных колебаний температуры, но оставляете его открытым для земной температуры на глубине восьми или более футов, вы автоматически встраиваете естественное летнее кондиционирование воздуха. И вы также автоматически встроили определенное количество зимнего отопления».

«Подумай об этом так. Когда температура наружного воздуха составляет 10 градусов ниже нуля, а семья, живущая в обычном доме, хочет сохранить в своем доме комфортные 70 градусов. . . почему они должны сжигать достаточно топлива, чтобы поддерживать полную разницу температур в 80 градусов. А это много топлива».

«Но при тех же условиях — при температуре воздуха на улице 10 градусов ниже нуля — «температура грязи на улице» для нашего дома по-прежнему составляет 58 градусов. Это означает, что нам нужно поддерживать разницу температур всего в 120 градусов, чтобы в нашем пещерном доме была комфортная температура в 70 градусов. И нам требуется намного меньше топлива, чтобы поддерживать эту разницу в 12 градусов, чем другой семье, чтобы поддерживать разницу температур в 80 градусов».

Очевидно, Джесси Савелл нашел способ заставить тот же принцип работать на него. . . только путем «впитывания» этой постоянной температуры в 58 градусов в его дом, вместо того, чтобы похоронить его дом рядом с ним.

На самом деле, испытания и расчеты, проведенные за последние четыре года, показали, что в конструкциях Савелла есть еще кое-что (наподобие пассивно отапливаемых домов Дэвида Райта), работающее и зимой: окна с южной стороны Здания Savell могут быть спроектированы таким образом, чтобы они были защищены от яркого летнего солнца, но полностью открыты для низких зимних лучей Ole Sol. Это, конечно, заставляет стеклянные панели функционировать как пассивные, безотказные солнечные коллекторы. . . а массивные стены и полы домов Джесси — идеальные «хранилища» для поглощаемой энергии.

Джесси Савелл решил — и действительно решил — проблему растрескивания штукатурки на бетонном здании. В качестве совершенно неожиданного бонуса он также придумал проект почти идеальной конструкции с пассивным обогревом и охлаждением одновременно!

И Джо Сабурб это понравится

Джесси Савелл сделал еще кое-что очень значимое. Мало того, что его запатентованная строительная система позволяет построить здание, которое пассивно охлаждается летом и согревается зимой. . . но дом делает все это, не выглядя «смешно».

Смейтесь, если хотите, но это важный момент. Для каждого волосатого первооткрывателя солнечной энергетики, готового жить в кривом доме на солнечной энергии, сделанном из старых пивных банок и сплющенных пакетов из-под молока. . . есть по крайней мере 10 000 других членов нашего общества, которые не являются таковыми. Или кто бы мог, если бы мог, но они загнаны в угол правилами сообщества и строительными нормами.

Одна из действительно прекрасных особенностей строительной системы Джесси заключается в том, что она не только создает исключительно энергоэффективное жилье. . . но энергоэффективное жилье, которое [1] соответствует всем строительным нормам, [2] соответствует требованиям VA, FHA, Cal-Vet, специального адаптивного жилья для ветеранов-инвалидов и обычных коммерческих кредитов, и [3] подходит для любого подразделения в любом месте в стране, не вызывая ни единого волнения. Это гораздо более важное достижение, чем вы можете себе представить.

Еще больше новостей о домостроении!

Звучит, конечно, хорошо, но и многое другое. . . пока какая-нибудь бедняга не застрянет в их попытках. Кто-нибудь уже «застрял» в доказательстве или опровержении системы построения Савелла? И если да, то каков был вердикт?

Как уже отмечалось, первый дом, построенный по системе Savell, был построен в южной Калифорнии в 1973 году. С тех пор было построено еще семь домов (все в южной Калифорнии), и во всех восьми в настоящее время проживают. семьи, сотрудники банковских кредитов, инспекторы по строительству, сотрудники отдела ресурсов штата Калифорния и другие лица, с которыми сотрудники MOTHER говорили или видели цитаты о системе строительства Джесси Савелла, были полны энтузиазма.

Многие из этих людей, конечно же, довольно положительно отзываются об энергоэффективности домов Savell. Мы этого и ожидали. Но мы не ожидали услышать так много о некоторых других впечатляющих характеристиках: [1] конкурентоспособные цены на дома, [2] почти пожаробезопасное качество бетонных конструкций, [3] их невосприимчивость к нападению термитов и других паразитов, [4] скорость, с которой дома могут быть возведены, [5] исключительный тепловой комфорт зданий и [6] потрясающее чувство мира и благополучия, которое большинство жителей наслаждается в этих домах, потому что массивные стены конструкции такие тихие. Вот некоторые из этих комментариев:

Джим Келли, ветеран войны с параличом нижних конечностей, очень чувствительный даже к незначительным изменениям температуры, говорит: «Меня поразило, как стены, кажется, сохраняют ночную прохладу и распределяют ее по дому ранним утром, а затем поглощают и сохраняют прохладу. дневное тепло и подавать его в дом вечером. Я живу здесь больше года, и я использовал обогреватель только дважды. . . во время холодов прошлой зимой».

Мистер и миссис Рассел Барнс: «Хотя мы живем здесь уже два года — с нормальными системами отопления и кондиционирования — мы ими почти не пользуемся. Мы даже отключили термостат, чтобы управлять системами отопления и охлаждения вручную, так как они должны быть включены всего на несколько минут. В доме царит милая, тихая и надежная атмосфера, и большинство наших друзей не понимают, что он сделан из бетона, пока мы им не скажем».

Мистер и миссис Уильям МакКул: «Мы живем в доме три недели и еще не пользовались кондиционером. . . хотя во дворе слышно как работают кондиционеры у соседей. Мы очень любим тишину и уединение после проживания в квартире. Между прочим, на возведение стен этого дома ушло всего пять с половиной часов!»

Мистер и миссис Питер Де Ла Круз: «Мы живем в этом доме три месяца и используем меньше тепла и кондиционеров, чем когда-либо прежде. В доме никогда не бывает выше 78 градусов в жаркий день и ниже 74 ночью (здесь всегда прохладно). Мы использовали кондиционер пару раз, чтобы снизить температуру до 76, где нам это нравится. В холодную погоду прошлой зимой, когда мы въехали, в доме никогда не было температуры ниже 72 градусов без обогревателя. Мы также замечаем, насколько тихо это место. . . мы живем на самой оживленной улице в Колтоне, но с закрытыми окнами ничего не слышим. И мы чувствуем себя в полной безопасности от огня. . . один из наших самых больших страхов».

В заключении . . .

Подводя итог всему, что мы знаем о системе жилищного строительства Savell, мы должны сказать, что она занимает одно из первых мест среди всех концепций энергоэффективного строительства, которые MOTHER исследовала за последние восемь лет. Кроме того, дом Savell пожаробезопасен, не содержит жучков, удобен для проживания, доступен по цене, легко оплачивается и не «выглядит смешно». Мы ожидаем увидеть чертовски много жилья, построенного по патенту Савелла в течение следующих нескольких лет.