Разметили строения на участке

Недавно решили разметить на участке основные строения. Для этого забили кучу колышков и натянули границы основных строений. Хотелось почувствовать как это все дело выглядит в реальном масштабе. Результатом остались довольны. Возникло ощущение, что размеры, расположение дома и расстояния до границ - как раз то, что надо при данном размере участка. Не возникло ощущения, что дом занял все место, по границам осталось достаточно места.

Вот такие основные строения у нас сейчас есть на участке

- Дом

- Открытый навес для 2 машин
- Открытый навес для велосипедов/мотоциклов (либо для еще одной машины)

- Закрытая мастерская с погребом

- Открытая летняя кухня - она же летняя терраса

- Теплица

Вот так это примерно выглядит в 3D. На этом изображении хорошо видно, что возле въездом для машин граница участка углублена внутрь на 1.5м. Получившееся расстояние перед воротами в 5.5 метра позволяет без проблем запарковаться перед въездом под навес, либо дополнительно запарковаться приехавшим гостям. Правда ворота должны быть подъемными, либо сдвижными. Открывающиеся ворота здесь не подойдут, так как им нужно дополнительно место для открывания.

В центре перед домом получился полисадник аля как в деревне. 

Открытые (а не закрытые) навесы в передней зоне участка должны позволить визуально увеличить размеры участка, делая передние углы участка просматриваемыми и проходными. 

В этот же день случилось историческое событие - мы впервые доехали до участка на машине.  Ну и конечно же запарковались на месте будущего навеса для машин. 

Набросок подстропильной системы

Сделал набросок подстропильной системы. Хотелось понять как там под крышей устроено и какое там есть свободное пространство. 

Уже достаточно приличное время назад я вернулся от готического фасада к предыдущей форме крыши. Вот так сейчас выглядит форма крыши с главного фасада. 

И примерно вот такая получает подстропильная система. Особенно мне в ней сейчас нравятся два центральных столба, на который опираются оба конька крыши в центре. Мне кажется, что конструктивно эти два центральных столба очень даже хороши для устройства крыши. 

Места под крышей я бы сказал, что почти нет. Сейчас высота столба верхнего конька 2.45 метра. И по периметру сейчас около 30 см. Думаю увеличить эту высоту до 50 см, чтобы в углы при необходимости можно было полегче подлезть. В общем, пройтись в полный рост можно будет только в районе главного конька, в остальных местах нужно будет передвигаться пригнувшись, вплоть до перемещения ползком ближе к нижним краям. 

Второй свет в гостиной - хочется, но колется

Второй свет в гостиной хочется, но понимаю, что против него есть много но. И уменьшение энерго-эффективно и повышение стоимости. Тем не менее перед глазами стоит картинка гостиной со вторым светом.

В общем сделал в текущем проекте второй свет и сейчас перевариваю
До этого у меня уже были попытки сделать второй свет во всю центральную зону гостиной и кухни. А вот сейчас пришла мысль сделать на половину - только в гостиной. В зоне кухни и центрального прохода остается обычный потолок.

Вот так это примерно выглядит.

А вот в разрезе, чтобы было лучше видно ступеньку - смену уровня потолка.

На последней картинке меня несколько смущает двойная стена зимнего сада, но об этом чуть позже. 

Малая детская переехала на южную сторону, а вход на западную

Последние полгода я не публиковал обновлений планировки дома, переваривая последний вариант. Ниже последние изменения с результатами этого переваривания.

По данной ссылке доступен предыдущий вариант
http://house-of-our-dream.blogspot.ru/2014/01/blog-post_8.html

Недостатки предыдущей планировки, которые не давали мне покоя

• Из расположения входа на южной стороне не эффективно используется солнечная сторона дома
• Два входа - центральный и хозяйственный все таки перебор
• Слишком большая проссматриваемость террасы, тамбура и прихожей при входе в дом с фронтальной стороны
• Слишком большая проходная зона в гостиной от прихожей и хозяйственного входа
• Нельзя при необходимости отгородить гостиную
• Малая детская зажата между двумя комнатами, нет возможности варьировать ее размеры, не изменяя размеров дома
• Санузлы расположены слишком далеко от спален

Изменения в новом проекте

• перенес малую детскую на юго-западный угол
• вход в дом и террасу сделал с западной стороны
• большой санузел сделал между двумя комнатами, убрал выступ стены 
• Расширил кухню, сделав ее стену заподлицо с северной стеной
• Убрал террасу с северной стороны и пока убрал выход из кухни
• В гостиной сделал второй свет

Преимущества новой планировки

• максимально используется южная сторона дома для жилых помещений
• гостиная теперь не проходная и при желании ее можно отгородить временной ширмой, например, для размещения на сон гостей
• увеличены размеры кухни-столовой до 22 м2, в результате чего стало возможно разделить ее с помощью стойки на кухню и столовую
• четко определенная зона-коридор, соединяющая западную и восточную зону дома
• нет излишков в виде нескольких выходов из дома
• санузлы расположены близко от спален, нет необходимости пересекать гостиную
• приличных размеров кладовка-гардеробная (7м2) с входом из прихожей

Недостатки новой планировки по сравнению с предыдущей

• Удаленность санузлов, в результате удорожание систем водоснабжения и канализации
• Бойлерная на углу дома приводит к слишком длинной трубе над крышей дома
• Шум от стиральной машины в большом санузле слышен в спальнях

Не во всякой стене выпадает конденсат!

Раньше я думал, что выпадение конденсата в стене обязательно. И вопрос состоит только в том, в каком именно сечении стены он будет выпадать. Этому неправильному представлению способствовали многие статьи в интернете. Например, такое "неправильное мировозрение" относительно обязательности конденсации влаги в конструкции излагается в блоге, который я ранее рекомендовал http://domekonom.su/2012/05/tochka-rosy.html

Могу только предположить, что неправильное мировозрение вызвано с неверным предположением, что роса выпадает в сечении стены, где температура из положительной превращается в отрицательную. Такая точка действительно есть в каждой стене и ее положением в стене можно управлять за счет комбинации слоев утепления. Но это не есть точка конденсации влаги в стене. Это может казаться пародоском, но пар присутствует и в воздухе с отрицательными температурами, при этом не конденсируясь и не замерзая.

Условия для выпадения конденсата обязательно присутствуют в однородной стене (из одного типа материала). А вот в правильно спроектированной многослойной стене условий для выпадения конденсата вообще нет. В такой правильной стене пар просто выходит наружу, не конденсируясь внутри стены.

Для примера однородной стены с выпадением конденсата внутри приведу стену из бруса 150 мм (материал и толщина стены не важна, при их изменении эффект остается тем же). А в качестве двухслойной "правильной" стены - стену  из бруса 150мм, утепленную снаружи утеплителем 150мм (например, эковатой).

Для примера я взял следующие характеристики внутреннего и наружного воздуха
Относительная влажность внутри дома 40%,
Температура внутри дома 20 С
Относительная влажность снаружи 73%
Температура снаружи    -28 С

Ниже графически представлены результаты расчета с использованием ресурса (теплорасчет.рф)

Расчет Брус 150 мм

Расчет Брус 150- мм с утеплителем 150 мм снуружи

На графиках черной линией показано значение температуры стены (и пара в ней), которая изменяется от внутренней температуры (20) до наружной температуры воздуха (-28). В случае с однородной стеной это линейная зависимость. В случае с утепленной снаружи стеной это линия с изломом на границе бруса и утеплителя.

Пар движется сквозь стену (путем диффузии) из-за разности давлений пара в воздухе снаружи и внутри дома (определяется из относительной влажности воздуха). В однородной стене давление пара линейно изменяется от значений давления пара во внутреннем воздухе и давлением пара в наружном воздухе. Если стена состоит из нескольких слоев, то давление пара изменяется линейно на каждом из слоев и испытывает излом на их границах. Перепад давления в слое тем больше, чем больше толщина слоя и чем ниже его паро проницаемость. Другими словами в каждом сечении стены есть своя концентрация водяного пара, которая создает давление пара в этой точке.

В общем случае в каждом сечении стены концентрация пара различны. Для каждой концентрации пара в стене существует температура (она может быть отрицательной, например при малых концентрациях пара, -28 градусов), при охлаждении до которой пар начинает конденсироваться. Эта температура называется температурой точки росы.

На графиках синей линией показана температура точки росы в каждом сечении стены (она зависит от концентрации пара в этом сечении стены). Если черный и синий график пересекаются, то в область их пересечения - это область конденсата. Скачок температуры точки росы в утеплителе - это глюк расчетного сайта. Еще на одном калькуляторе такого глюка нет (http://smartcalc.ru/)

Как видим в стене из бруса присутствует широкая область конденсата. А в двухслойной стене такой области вообще нет. Для нее синий и черный график расходятся внутри стены. Такому поведению способствует правильное расположение слоев внутри стены. Общее правило для отсутствия конденсата следующее:
- тепловое сопротивление наружных слоев должно быть больше
- паро проницаемость внутренних слоев стены должно быть меньше

Полы по грунту в роли термо аккамулятора

Сегодня еще более явно осознал преимущества полов по грунту по сравнению с полами, омываемых снаружи воздухом. Полы по грунту используют землю как термо-аккумулятор, снижая тепло потери в самые холодные месяцы и остужая дом в самые жаркие месяцы. 

В стандарте ISO 13370 приводится методика расчета тепло потерь через полы по грунту в зависимости от месяца. Ей я и воспользовался для построения диаграммы тепло потерь для полов по грунту (первая диаграмма ниже).

Тепло потери через полы, омываемых воздухом прямо пропорциальны разнице температур воздуха внутри и снаружи дома. Hg*(Tв-Tн). Для расчета я взял среднюю наружную температуру месяца и СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Для внутренней температуры Tв учел ее колебания на протяжении года (от 20 зимой до 25 летом). Результат представлен на второй диаграмме, который отображает тепло потери через перекрытие, омываемое снаружи воздухом. 

Эти две диаграммы очень хорошо показывают отличия в поведении двух типов полов. Для данного примера теплоизоляция выбрана так, что суммарные тепло потери (за год) обоих типов полов одинаковы. В случае с полами по грунту тепло потери распределены по году более равномерно и имеют место даже в теплый период года. Чем лучше утеплен пол, тем ближе распределение приближается к равномерному. В обычных полах тепло потери в основном сосредоточены в отопительный период, с максимумом в январе и почти минимумом в июле.

Тепло потери в полах по грунту (Вт) 

в зависимости от месяца (1-12)

Тепло потери в полах омываемых воздухом (Вт) 

в зависимости от месяца (1-12)

Ниже представлены основные отличия в этих графиках и связанные с ними преимущества полов по грунту:

1. Максимальная величина месячных теплопотерь в обычных полах больше (в январе), чем в полах по грунту (в апреле). Значит потребуется более мощный котел для компенсации теплопотерь.
2. В янаваре (самый холодный месяц года) теплопотери в полах по грунту меньше благодаря тому, что грунт выступает как теплый буфер (он еще не успел отстыть и промерзнуть), который теплее окружающего воздуха. 
3. Максимум теплопотерь в полах по грунту смещен относительно самого холодного месяца(янаваря) на апрель. Это обусловлено инертностью земли и циклом промерзания-оттаивания.  А в апреле уже начинает светить солнце, которое частично обеспечит теплом дом (через окна) и позволит бесплатно обеспечить эти теплопотери. 
4. Теплопотери в обычных полах в июле (самый теплый месяц) минимальны, так как средняя температура июля 17.5 близка к внутренней температуре. В полах же по грунту теплопотери в июле существенны, что приводит к непрерывному отстужанию дома и уменьшает затраты на кондиционирование.

Расчет теплопотерь через окна

СнИП нормирует минимальное приведенное тепловое сопротивление окон в Московской области R = 0,56 м2*С/Вт. Для контроля проекта на соответствие этому требованию необходимо рассчитывать приведенное тепловое сопротивление окон.

Приведенное - это значит с учетом не только теплопотерь через центр стеклопакета, а с учетом всех типов теплопотерь, которые включают
* Теплопотери через рамы (Uf * Sf)
* Теплопотери через стеклопакет (Ug * Sg)
* Теплопотери через границы стеклопакета (PSIspencer * Lстекл)
* Тепловые мосты между рамой и стеной  (PSIinstall * Lрамы)

H = Uf * Sf + Ug * Sg +  PSIspencer * Lстекл +  PSIinstall * Lрамы
Это формула позволяет посчитать коэффициент теплопотерь окна при разнице температур в один градус. Для получения реальных теплопотерь необходимо умножить H на разницу температур.

С первыми двумя составляющими более менее все понятно. Тепло проходит через эти элементы, как через стены и учитывается также как для стен. А вот два последних слагаемых учитываются тепловые мосты, которые возникают в местах стыковки элементов - стеклопакета и рамы, рамы и стены.

По границам стеклопакета идет металическая вставка (spencer), которая собственно скрепляет стеклопакет. Эта вставка влияет на теплопотери стеклопакета, создавая краевые эффекты. Учитываются эти краевые эффекты в рассчете с использованием линейного коэффициента теплопередачи PSIspencer, который необходимо умножить на периметр стеклопакета Lстекл, чтобы получить дополнительные теплопотери.

Теплопотери через окна зависят от способа его установки в стену. В области соприкасания рамы окна со стеной образуется тепловой мост. Теплопотери через него зависят от того как установлено окно. Например, можно установить окно в на уровне стены брусового дома. А можно установить окно, выдвинув его в утепление брусовой стены. В последнем случае теплопотери будут меньше. Эти теплопотери также учитываются с помощью линейного коэффициента теплопередачи PSIinstall, который умножается на внешний перимет окна Lрамы.

Характеристики трех первых составляющих теплопотерь Uf, Ug, PSIspencer - это собственно характеристики окон и должны предоставляться производителем. Характеристика PSIinstall должна рассчитываться в проекте с помощью построения тепловых полей. Вот так это примерно выглядит в THERM. Также можно брать пессимистичные значения PSIinstall, либо коэффициент посчитанный для конкретных спобособов установки в стены определенного типа.

На сайте REHAU нашел калькулятор, который позволяет выбрать тип элементов рамы и тип стеклопакета и выдает приведенный коэффициент теплопотеь через окно Uпр. Также предоставляются  значения Uf, Ug, PSIspencer для выбранного типа рам и стеклопакета.  

http://www.rehauanswers.co.uk/Styles/GetDetails/1

Приведенный коэффициент теплопотерь позволяет посчитать теплопотери через окно просто его умножением на площадь окна (включая рамы). Uпр * Sокна. Три эффекта, описанные выше включены в этот коэффициент.  Тепловое сопротивление Rпр = 1 / Uпр. Теплопотери через тепловые мосты установки окон нужно добавлять при расчете в проекте. 

Для примера выберу произвольные параметры (далеко не лучшие) для окна REHAU

Uf = 1.6 Ug=1.71 PSIspencer=0.071 Sокна=1.200*1.480

Результат вычисления калькулятора Uпр=1.93 - больше Uf и Ug из-за теплопотерь через границы стеклопакета. Получаем Rпр = 0,518, что не соответствует нормам для Москвы, особенно с учетом того, что здесь еще не учтены теплопотери через границы окна и стены.