Свободна лаборатория · 12–16 години
Изолирай къщата
Къде изтича топлината на една къща и кое подобрение спестява най-много за всяко евро? Прочети, после провери сам в симулацията.
Загубите се събират
Зимата вкъщи е по-топло, отколкото навън, и топлината изтича навън през всички части на къщата едновременно: стените, прозорците, тавана, пода и въздуха, който сменяме, за да дишаме. Общата загуба е сбор от загубите на частите.
Колко губи една част, зависи от три неща: колко е голяма, колко лесно пропуска топлина и колко е разликата между вътре и вън:
загуба = A · U · (tвътре − tвън)
- Нашата стара къща (10 m × 8 m, без изолация, с единично стъкло) губи 485,6 W за всеки градус разлика. При 20 °C вкъщи и 0 °C навън това са 9712 W.
- Двойно по-голяма разлика – двойно по-голяма загуба: при −10 °C навън къщата губи 14 568 W, а при 10 °C – 4856 W.
- Най-много губи таванът (38 %), после стените (28 %), прозорците (18 %), подът (8 %) и въздухът (8 %).
Слоевете се събират също
Изолацията е още един слой върху стената. Всеки слой „пречи“ на топлината – има топлинно съпротивление, и съпротивленията на слоевете се събират. Колкото по-голямо е общото съпротивление, толкова по-малко топлина минава.
- Неизолирана тухлена стена пропуска 1,5 W през 1 m² при разлика 1 градус. С 5 cm изолация – около 0,52 W, с 10 cm – около 0,32 W, с 20 cm – около 0,18 W.
- Първите сантиметри спестяват най-много. Първите 5 cm на стените намаляват сметката за зимата с около 609 €, а следващите 25 cm заедно – само с около 248 €.
- Два пъти по-дебела изолация на стените (от 10 на 20 cm) намалява загубата през стените почти двойно, но сметката за цялата къща – само с около 3 %. Другите части продължават да губят.
Изолацията не топли. Тя не произвежда топлина и не „спира студа да влиза“ – тя само забавя изтичането на топлината навън. Затова със същата печка изолираната къща остава по-топла.
Сметката за зимата
За цялата зима се гледа средната температура навън. В симулацията сезонът е 180 дни, а средно навън е 6 °C при мека, 4 °C при обикновена и 0 °C при сурова зима. Топлината струва 0,10 € за 1 kWh – условност в играта.
- Старата къща при обикновена зима и 20 °C вкъщи: около 33 565 kWh, тоест около 3356 €.
- Един градус по-нисък термостат намалява сметката с около 6 %: средната разлика е само 16 градуса, а един от тях е една шестнадесета от нея.
- По-мощната печка и една студена нощ не променят сметката за зимата. Печката решава само дали къщата ще се стопли сега: старата къща с 10 kW стига до около 20,6 °C при 0 °C навън и само до около 15,6 °C при −5 °C.
Кое е най-изгодно за всяко евро?
Не най-голямата повърхност, а това, което спестява най-много за всяко вложено евро. В симулацията 20 cm изолация на тавана струват 800 € и спестяват около 1170 € на зима, а 10 cm на стените струват 2700 € и спестяват около 737 €. Таванът е около 5 пъти по-изгоден.
- Новите прозорци са скъпи: тройният стъклопакет се изплаща за около 9 зими. Но в добре изолирана къща старите прозорци стават най-голямата загуба – около 45 %, макар да са само 18 m², защото 1 m² единично стъкло губи колкото 3,2 m² неизолирана стена.
- Сметката никога не става нула. Дори с всичко на максимум остават около 845 €: подът и въздухът, който сменяме, са около две трети от загубите.
Цените в симулацията са измислени, но правдоподобни. При друга къща и други цени отговорът може да е различен – затова се смята, а не се гадае.
Как се проверява твърдение
Сравни сметката преди и след само една промяна – всичко друго остава същото. После питай: „Колко процента от цялото е частта, която промених?“
Какво опростява симулацията
- Температурите вътре и вън не се менят; истинската къща трупа топлина в стените. За цял сезон това приближение е обичайно.
- Слънцето и топлината от хората и уредите не са сметнати, затова сметката е горна граница.
- Няма топлинни мостове (колони, ъгли, рамки около прозорците) – те увеличават загубите на добре изолирана къща.
- Подът и смяната на въздуха са постоянни. Изолацията на стените и тавана е от един и същ материал.
Безопасност
- Изолацията и подмяната на прозорци се правят от възрастни и обучени хора. Не се качвай на покрива или в подпокривното пространство без възрастен.
- Минералната вата дразни кожата и очите. При работа с нея възрастните носят ръкавици, очила и маска.
- Добре изолираната къща трябва да се проветрява. Ако печката гори газ, дърва или въглища, без достатъчно въздух може да се натрупа опасен газ без мирис – въглероден оксид. Затова в симулацията въздухът винаги се сменя.
- Не запушвай вентилационни отвори, за да спестиш топлина.
Сметката на топлинните загуби е класическа и се среща в много учебни материали.