Версия 1.0 · 29.09.2026. Предварительная одномерная стационарная модель.
Создан интерактивный стенд с изменением толщины материала от 0 до 300 мм, наружной температуры от −50 до +55 °C, температуры внутри, площади, длительности, условного тарифа и эффективности оборудования. Доступны три основания, внутреннее/наружное/двухстороннее расположение, существующий утеплитель, изменение λ и непокрытые участки. Посчитаны 360 комбинаций для воспроизводимой выгрузки. Нулевой слой служит контролем сравнения.
Результаты относятся к передаче тепла через выбранную стену. Они не являются результатами испытаний реального стенда или прогнозом полного энергопотребления здания.
| Параметр | Значение | Основание |
|---|---|---|
| λ исследуемой плитки | 0,132 Вт/(м·К) | ЛАБСТРОЙ, протокол А296-ИЛ-20 от 06.10.2020, таблица 2 |
| Плотность плитки | 568,7 кг/м³ | Тот же протокол |
| λ кирпичной кладки | 0,77 Вт/(м·К) | Учебный справочный пример Open University |
| λ железобетона | 2,50 Вт/(м·К) | Open University: железобетон с 2% стали, плотность 2400 кг/м³ |
| λ газобетона D500 | 0,12 Вт/(м·К) | Карточка производителя Bonolit; не универсальное значение для любой кладки |
| λ минваты для сравнения | 0,040 Вт/(м·К) | Условный справочный утеплитель, ориентир из Open University; не проект конкретной фасадной системы |
| Внутреннее/наружное поверхностное сопротивление | 0,13 / 0,04 м²·К/Вт | Метод расчёта Open University |
| Толщина оснований | Бетон 200, кирпич 380, газобетон 300 мм | Демонстрационный выбор, изменяется в стенде |
| Тариф | 8 ₽/кВт·ч | Допущение, не действующий тариф конкретного региона |
| Период и площадь | 30 суток непрерывно, 100 м² | Демонстрационные величины, изменяются |
| COP | 1 для электронагревателя, 3 для охлаждения | Условная модель оборудования, изменяется |
Лабораторное λ переносится на новый слой при предположении одинакового состава, плотности и структуры. Слой 300 мм — расчётная экстраполяция свойства испытанного образца, а не подтверждение возможности изготовить и закрепить такую облицовку. Данные о температурной и влажностной зависимости λ отсутствуют; её постоянство является благоприятным допущением. Значения λ × 1,25 и λ × 1,50 введены только для анализа чувствительности, без утверждения, что они соответствуют определённой влажности.
Для справочных материалов условия определения λ могут отличаться от условий исследования плитки. Сравнение иллюстративное; для проекта нужно заменить параметры согласованными расчётными значениями при одинаковых условиях эксплуатации.
Для плоской стены при установившемся режиме:
Температуры поверхностей и границ слоёв получены из того же q и сопротивлений, а не нарисованы произвольно. Тепловые потоки через каждый последовательный слой равны. Цвета стенда показывают расчётный температурный профиль.
Для непокрытой доли f применена модель параллельных одномерных путей: U эффективное = (1 − f) / R покрытого участка + f / R исходной стены. Это не двухмерный расчёт мостиков холода. При f > 0 диаграмма температур относится к покрытому участку, а нагрузка и деньги усреднены по всей площади. Та же доля покрытия применяется при сравнении с минватой.
Внутреннее, наружное и двухстороннее размещение одинаковой суммарной толщины в этой модели имеют одинаковое R, но разные температуры границ слоёв. Для двух сторон указанная толщина делится пополам. Отличия влагонакопления, динамики нагрева и конструктивной пригодности модель не определяет.
Железобетон 200 мм; снаружи −30 °C; внутри +23 °C; новый слой 100 мм; идеальный контакт; без существующего утеплителя.
R исходной стены = 0,04 + 0,2 / 2,5 + 0,13 = 0,25 м²·К/Вт.
R с материалом = 0,25 + 0,1 / 0,132 = 1,007576 м²·К/Вт.
Перепад температуры = 53 К. Поток без слоя = 53 / 0,25 = 212 Вт/м². Со слоем = 53 / 1,007576 = 52,6015 Вт/м². Снижение = 75,188%.
Для 100 м²: 21,2 кВт → 5,26015 кВт. За 720 часов при COP = 1 экономится 11 476,69 кВт·ч электричества. При условных 8 ₽/кВт·ч — 91 813,53 ₽.
Это специально выгодный сценарий: голый теплопроводный бетон, электрическое отопление, постоянный сильный мороз и идеальный монтаж. Он не описывает обычный средний месяц или уже утеплённое здание. Внутренний воздух удерживается на +23 °C внешней системой отопления. Низкая температура внутренней поверхности в исходном варианте показывает, почему температура воздуха сама по себе не гарантирует теплового комфорта.
Во всех строках 100 м², 30 суток, тариф 8 ₽/кВт·ч и внутри +23 °C. Толщина означает суммарный новый слой.
| Сценарий | Снаружи, °C | Слой, мм | Тепловая нагрузка, кВт | Снижение | Экономия электричества, кВт·ч | Экономия, ₽ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Выгодный, голый бетон | -30 | 100 | 21,2 → 5,26 | 75,2% | 11 477 | 91 814 |
| Кирпич, умеренный холод | -10 | 50 | 4,97 → 3,17 | 36,3% | 1 301 | 10 411 |
| Уже утеплённый газобетон | -10 | 50 | 0,55 → 0,52 | 5,9% | 23 | 188 |
| Бетон, жара | 45 | 100 | 8,8 → 2,18 | 75,2% | 1 588 | 12 704 |
| Бетон, ухудшение свойств | -30 | 100 | 21,2 → 8,44 | 60,2% | 9 189 | 73 512 |
Умеренный сценарий: кирпич 380 мм. Уже утеплённый: газобетон 400 мм + минвата 100 мм. Жара: бетон 200 мм, COP охлаждения 3. Ухудшение: бетон 200 мм, λ нового слоя 0,198 и 10% площади без нового слоя. В остальных случаях λ = 0,132, покрытие сплошное, COP отопления 1.
Жаркий сценарий относится к стене без прямого солнечного воздействия. Тариф в рублях выбран для единообразного сравнения, а не как тариф Эмиратов. Для солнечной стены нужен баланс излучения, ориентация и оптические свойства поверхности. Их нельзя подменять одной температурой воздуха.
Снижение передачи тепла относительно такого же основания без нового слоя, без существующего утеплителя, λ = 0,132:
| Толщина, мм | Бетон 200 мм | Кирпич 380 мм | Газобетон 300 мм |
|---|---|---|---|
| 10 | 23,3% | 10,2% | 2,8% |
| 30 | 47,6% | 25,5% | 7,8% |
| 50 | 60,2% | 36,3% | 12,4% |
| 100 | 75,2% | 53,3% | 22,1% |
| 150 | 82% | 63,1% | 29,9% |
| 200 | 85,8% | 69,5% | 36,2% |
| 300 | 90,1% | 77,4% | 46% |
С увеличением толщины эффект растёт с убывающей отдачей. При постоянных λ и сопротивлениях процентное снижение U не зависит от перепада температуры; абсолютная экономия растёт с его модулем. В точке равенства температур нагрузка и экономия энергии равны нулю, хотя относительное снижение коэффициента U сохраняется.
Самая большая толщина в заданном диапазоне даёт минимальную передачу тепла. Экономически оптимальную толщину определить пока нельзя: нет стоимости производства, монтажа и изменения конструкции. Расчёт расходов на энергию не является расчётом окупаемости.
При принятой λ минваты 0,040 и лабораторной λ плитки 0,132 минвата имеет в 3,3 раза большее сопротивление на единицу толщины. Поэтому 100 мм материала по R слоя эквивалентны примерно 30,3 мм такой минваты, а 300 мм — 90,9 мм.
Этот результат касается теплопроводности. Прочность, отделочная функция, стоимость, пожарные и влаготехнические характеристики сравниваемых конструкций здесь не оценивались. Из теплотехнического расчёта не следует взаимозаменяемость материалов или готовых фасадных систем.
Для нового слоя 300 мм при плотности из протокола расчётная масса составляет 170,61 кг/м² без креплений и клея. Выбор креплений и проверка основания требуют отдельного конструктивного решения; выполненная модель их не подтверждает.
Выгодные допущения явно заданы: идеальный контакт; отсутствие швов и креплений, проводящих дополнительное тепло; λ плитки не ухудшается относительно протокола; постоянный COP оборудования; непрерывное поддержание заданной температуры воздуха. Отдельное сопротивление клея и отделки не добавлено. Исходная и улучшенная стены имеют одинаковую площадь и общее основание.
Не учтены окна, крыша, пол, воздухообмен, внутренние тепловыделения, солнечный нагрев, суточная инерция, конденсация и влагонакопление. Вывод о снижении полной нагрузки здания на показанный процент не делается. Режим постоянной температуры в течение заданного числа суток не является годовым климатическим расчётом.
Проверены тепловой баланс, нулевая толщина, равные температуры, масштабирование площади и влияние эффективности оборудования. Все температуры и показатели стенда рассчитываются одним и тем же ядром.
Справочные страницы проверены 29.09.2026. Нормативное соответствие ограждающих конструкций не оценивалось.