Удельная теплоемкость здания. Теплотехника. Теплоемкость стены. Насколько это важно? Дома в старые времена и теперь

Наверное, одной из важнейших составляющих комфортного проживания в доме является оптимальная температура. Из этой статьи вы узнаете, как рассчитывать теплоемкость и идеальный тепловой режим здания.

Правила расчета теплоемкости помещения

По норме температура в помещении зимой в среднем должна составлять не ниже 18 градусов (в угловых комнатах не ниже 20 градусов). Чтобы обогреть помещение в основном используют радиаторы секционного, панельного и трубчатого типов. Для стандартных отопительных приборов, как правило, устанавливается давление от 6 до 15 атм (в зданиях выше 16 этажей). Подбирая радиатор, нужно присмотреться к его тепловой мощности и рабочему давлению.

Необходимую мощность для прогревания помещения, рассчитывается так: умножаете площадь помещения (кв. м.) примерно на 0,1 Вт . При наличие хороших стеклопакетов в помещении, от той суммы, которая получилась, отнимите 10-20 процентов. Ну, а если помещение угловое, то нужно прибавить 25 процентов. Потеря мощности радиатора установленного под окном составляет примерно 10 процентов.

При неутепленном коробе батарея теряет примерно 15-20 процентов тепла. У одной секции радиатора теплоотдачу можно уточнить у продавца-консультанта или же на сайте производителя.

Конечно же, на объем тепла исходящего от нагревательного прибора, влияет не только текущая работа теплоносителя, но и количество поступающей воды. В общей системе отопления, возможно использовать и естественную циркуляцию воды и принудительную (для этого нужно дополнительно вмонтировать в систему циркуляционный насос). Это так же нужно учитывать при расчетах. Благодаря этому насосу, вода (теплоноситель) распределяется по системе равномерно (температура на верхней и нижней частях радиатора одинакова).

Формула тепловой мощности и другие варианты расчета теплового режима помещения

Если нужны расчеты более точные, то нужно использовать формулу тепловой мощности. В зависимости от прямого назначения помещения его тепловой режим может быть постоянным и переменным. Постоянный тепловой режим помещения круглосуточно поддерживается в административных, жилых и производственных зданиях. При определении отопительной нагрузки берется в расчет отдельный тепловой баланс каждого помещения. При этом необходимо чтобы каждая отопительная система компенсировала теплопотери.

Общая тепловая мощность для отопительной системы, в Ватт, можно определить по формуле:

Qт.м. =. Qогражд. + Qин – Qб

При этом:

Qогражд. — является теплом потери от ограждающих конструкций (Ватт);
Qин. — является теплопотерей от нагревания инфильтрирующего воздуха, что заходит через окна, щели, ворота и т.д. (Ватт);
Qб. — приход тепла от бытовых источников (Вт).

Таплопотери ограждающих конструкций, (Ватт), можно определить по формуле:

Qогр. = Fnk (tв – tн) (1 +)

При этом:

F — является общей площадью ограждения, (кв.м.);
n — является коэффициентом расположения у наружной конструкции ограждения, в соотношении с наружном воздухом;
k — является специальным коэффициентом теплопередачи у ограждения;
tв — является общей температурой воздуха в помещение;
tн — является температурой внешнего воздуха.

Вносимые дополнительные теплопотери: =1+4+5+2+3

При этом: 1— вносимые теплопотери в соотношении к сторонам света:

• Север= 0.1 – 1,
• Восток = 0.1 — З,
• Юг-Вост = 0.05 – 1 =0.05 Юг,
• Юг-Зап = 0 – 1 =0 2 — дополнительные теплопотери на продуваемость помещения, если наружных стен две и более.

В жилых помещения tв прибавляют на 2 градуса, в прочих — 2 (0.05), ну а 3 — дополнительные теплопотери при введенной расчетной температуре наружного воздуха. Берут для полов без подогрева (на первых этажах) при tн = — 40 градусов в размере 0.05. 4 – дополнительные теплопотери на специальный прогрев сквозного холодного воздуха, сквозь двери наружу. 5 — добавочная по высоте помещения. На каждый последующий метр более четырех, принимают 0.02, но не более 0.15.

Конечно, рассчитывая теплоемкость нужно учитывать, что некоторые людям приходится бороться с зимними холодами в помещении, а другим справляться с изнуряющей жарой, все это из-за ошибок в расчетах и проектировании.

Важно позаботиться о том, чтобы были установлены дополнительные устройства регулировки на батареях (краны-терморегуляторы).

Логически понять этот параметр несложно: способность стены накапливать в себе тепловую энергию. Совершенно ясно, что чем больше стена может накопить в себе тепла, тем больше она его сможет отдать.

Ни в одном рекламном проспекте фирмачей я не встречал указания на этот параметр, всюду он умалчивается. Почему? Совершенно очевидно, что все проекты, как правило, рассчитаны на постоянное отопление. В этом случае, действительно, теплоемкость стены мало влияет на микроклимат жилища.

Теплопотери через стены всегда есть. При постоянном отоплении, при постоянном поддержании температуры в помещениях эти теплопотери также постоянно восполняются системой отопления. Конструкция системы отопления в данном случае неважна, будь это централизованное отопление или постоянно пыхтящий газовый котел.

Но Россия - это далеко не Москва и ее область. 40% населения страны отапливают свои частные дома древним, испытанным способом: печью. О преимуществах и недостатках того или другого способа отопления будет другая моя книга, здесь тоже есть о чем сказать. А сейчас можно справедливо констатировать, что клиент, обращающийся в стройфирму и выбирая проект своего дома из предлагаемых, говоря по-простому, часто накалывается именно на этом.

Печное отопление - это периодическое отопление. Печь протапливается, накапливает в своей толще тепловую энергию и впоследствии постепенно отдает ее в дом. Даже если в печь вмонтирован водяной котел и сделана разводка по батареям, суть не меняется. Это отопление все равно остается периодическим.

Вот здесь общая теплоемкость всех составляющих построенного дома имеет весьма важное значение. Чем больше эта теплоемкость, тем выше инерционность микроклимата в жилых помещениях.

Если общая теплоемкость мала, температура в помещениях при протапливании печи поднимается быстро, часто значительно превышая комфортную. Стараясь нагреть печь, хозяин топит ее подольше, в результате в доме становится жарко. Настолько же быстро температура и падает после окончания протопки в зависимости от теплопотерь стен, окон, перекрытий, вентиляции. Печь, хотя и обладает определенной теплоемкостью, не способна накопить достаточно тепла для более длительного поддержания комфортной температуры.

Другое дело, если к теплоемкости печи добавляется значительная теплоемкость стен. При протопке печи она препятствуют "зашкаливанию" температуры, отбирая часть тепловой энергии из воздуха и накапливая ее в своей толще. И после протопки накопленное тепло возвращается в помещения более длительное время. В этом и состоит инерционность.

Планируя дом с печным отоплением, никогда нельзя забывать о теплоемкости стен, вообще об общей теплоемкости всех составляющих. Железобетонные перекрытия, например, тоже весьма теплоемкая часть. Это же касается и перегородок: если они выполнены из кирпича, то конечно же они обладают гораздо бОльшей теплоемкостью, нежели деревянные каркасы.

Вобщем, надо стремиться к такому варианту, который обеспечит максимальную общую теплоемкость всех составляющих конструкции дома. Повторюсь: этот параметр чрезвычайно важен в доме с периодическим отоплением, и не столь важен при постоянном. Хотя, в нашем обществе с его катаклизмами нередки варианты всяческих аварий с прекращением подачи тепла, и здесь более жизнестойкими опять же оказываются именно теплоемкие дома...

Итак, как же определяется теплоемкость стен? Для этого также используется СНиП II-3-79 . Согласно этому нормативу каждый материал обладает своим коэффициентом теплоемкости. Количество же тепла, которое способен накопить материал рассчитывается с применением двух параметров: плотности материала и его коэффициента теплоемкости. То есть, необходимо плотность материала умножить на коэффициент.

Вот выборка по значениям теплоемкости для некоторых материалов из этого норматива с уже рассчитанным третьим параметром, определяющим способность материала к накоплению тепловой энергии. Таблица отсортирована по возрастанию этого расчетного параметра.

№ по СНИП	Материал	Плотность кг/м 3	Теплоемкость, кДж/кг* o C	Кол-во тепла на 1 градус, кДж/м 3 * o C
144	Пенополистирол	40	1,34	54
129	Маты минерало-ватные прошив-ные	125	0,84	105
143	Пенополистирол	100	1,34	134
145	Пенопласт ПХВ-1	125	1,26	158
142	Пенополистирол	150	1,34	201
67		300	0,84	252
66	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	400	0,84	336
119		200	2,30	460
65	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	600	0,84	504
64	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	800	0,84	672
70	Газо- и пено- золобетон	800	0,84	672
83	Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)	800	0,84	672
63	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	1000	0,84	840
69	Газо- и пено- золобетон	1000	0,84	840
118	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	400	2,30	920
68	Газо- и пено- золобетон	1200	0,84	1008
108	Сосна и ель поперёк волокон	500	2,30	1150
109	Сосна и ель вдоль волокон	500	2,30	1150
92	Керамический пустотный	1400	0,88	1232
112	Фанера клееная	600	2,30	1380
117	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	600	2,30	1380
91	Кирпич керамический	1600	0,88	1408
47	Бетон на доменных гранулированных шлаках	1800	0,84	1512
84	Кирпичная кладка (кирпич глиняный)	1800	0,88	1584
110	Дуб поперек волокон	700	2,30	1610
111	Дуб вдоль волокон	700	2,30	1610
116	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	800	2,30	1840
2	Бетон на гравии или щебне из природного камня	2400	0,84	2016
1	Железо-бетон	2500	0,84	2100
113	Картон облицовочный	1000	2,30	2300
115	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	1000	2,30	2300

Совершенно очевидно, что наименее теплоемкий материал - пенополистирол, а наиболее, как оказывается - древесно-стружечная плита. И в этом ничего удивительного, поскольку при своей плотности она обладает высоким коэффициентом теплоемкости.

Руководствуясь этой таблицей, мы всегда можем определить и теплоемкость 1 квадратного метра стены. Следует оговориться, что в данном случае нас интересует не общая ее теплоемкость, а теплоемкость внутренней ее части, поскольку тепло от той же печи накапливает именно внутренняя поверхность стены, но никак не наружная, граничащая с внешним воздухом.

И еще: вычисляемое нами значение теплоемкости - всего лишь ориентировочное значение, так как сама температура стены в разных ее точках по толщине, безусловно, разная. Однако, для сравнительного анализа такого подхода вполне достаточно, чтобы определиться с конструкцией будущей стены. Ведь мы не ставим себе задачу определения точной теплоемкости, нам важно знать лишь преимущество одной конструкции перед другой в плане теплоемкости.

По примеру трехслойной стены в предыдущей главе мы вполне можем оценить ее полезную теплоемкость. 1 квадратный метр внутренней стенки, состоящей из бетона и толщиной 10 см будет обладать значением:
T = 0,1 * 2100 = 210 кДж/м 2 * o C
где 0,1 - толщина стенки,
2100 - третий параметр по таблице для бетона.

На рисунке слева на стену воздействует теплый воздух помещения, справа - холодный наружный воздух. При расчете средний слой, пенополистирол, во внимание не принимаем, поскольку он обладает очень малым коэффициентом теплоемкости, а наружный слой бетона вообще не принимает участия в накоплении тепла, поскольку отгорожен от источника тепловой энергии утеплителем.

А вот другая схема стены, где слой бетона расположен между двумя слоями утеплителя. О достаточной полезной теплоемкости здесь судить не приходится, поскольку самый теплоемкий материал (бетон) отгорожен от внутренних помещений утеплителем. Если учитывать пенополистирол, то 1 кв метр стены сможет накопить тепла всего лишь
T = 0,1 * 54 = 5,4 кДж/м 2 * o C,
то есть, почти в 40 раз меньше, чем по первой схеме.

Еще раз повторюсь, что показанные расчеты всего лишь преследуют цель сравнения разных схем на предмет способности накопления тепловой энергии и не являются точными.

Чтобы определить, какой толщины возводить стену при постройке дома, нужно научиться рассчитать теплопроводность стен. Этот показатель зависит от используемых строительных материалов, климатических условий.

Нормы толщины стен в южных и северных регионах будут различаться. Если не сделать расчет до начала строительства, то может оказаться так, что в доме зимой будет холодно и сыро, а летом слишком влажно.

Для чего нужен расчет

Толщина стен в южных и северных широтах должна отличаться

Чтобы сэкономить на отоплении и способствовать созданию здорового микроклимата в помещении, нужно правильно и утеплительных материалов, которые будем использовать при строительстве. По закону физики, когда на улице холодно, а в помещении тепло, то через стену и кровлю тепловая энергия выходит наружу.

• зимой стены будут промерзать;
• на обогрев помещения будут затрачиваться значительные средства;
• сместиться , что приведет к образованию конденсата и влажности в помещении, заведется плесень;
• летом в доме будет так же жарко, как и под палящим солнцем.

Чтобы избежать этих неприятностей, нужно перед началом строительства просчитать показатели теплопроводности материала и определиться, какой толщины возводить стену, и каким теплосберегающим материалом ее утеплять.

От чего зависит теплопроводность

Проводимость тепла во многом зависит от материала стен

Проводимость тепла рассчитывают исходя из количества тепловой энергии, проходящей через материал площадью 1 кв. м. и толщиной 1 м при разнице температур внутри и снаружи в один градус. Испытания проводят в течение 1 часа.

Проводимость тепловой энергии зависит от:

• физических свойств и состава вещества;
• химического состава;
• условий эксплуатации.

Теплосберегающими считаются материалы с показателем менее 17 ВТ/ (м·°С).

Выполняем расчеты

Сопротивление передаче тепла должно быть больше минимума, указанного в нормативах

По теплопроводности является важным фактором в строительстве. При проектировании зданий архитектор рассчитывает толщину стен, но это стоит дополнительных денег. Чтобы сэкономить, можно разобраться, как рассчитать нужные показатели самостоятельно.

Скорость передачи тепла материалом зависит от компонентов, входящих в его состав. Сопротивление передачи тепла должно быть больше минимального значения, указанного в нормативном документе «Тепловая изоляция зданий».

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены в зависимости от применяемых в строительстве материалов.

Формула расчета:

R=δ/ λ (м2·°С/Вт), где:

δ это толщина материала, используемого для строительства стены;

λ показатель удельной теплопроводности, рассчитывается в (м2·°С/Вт).

Когда приобретаете стройматериалы, в паспорте на них обязательно должен быть указан коэффициент теплопроводности.

Значения параметров для жилых домов указаны в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003.

Допустимые значения в зависимости от региона

Минимально допустимое значение проводимости тепла для различных регионов указано в таблице:

У каждого материала есть свой показатель проводимости тепла. Чем он выше, тем больше тепла пропускает через себя этот материал.

Показатели теплопередачи для различных материалов

Величины проводимости тепла материалами и их плотность указаны в таблице:

Теплопроводность строительных материалов зависит от их плотности и влажности. Одни и те же материалы, изготовленные разными производителями, могут отличаться по свойствам, поэтому коэффициент нужно смотреть в инструкции к ним.

Расчет многослойной конструкции

При расчете многослойной конструкции суммируйте показатели теплосопротивляемости всех материалов

Если стену будем строить из различных материалов, допустим, минеральная вата, штукатурка, рассчитывать величины следует для каждого отдельного материала. Зачем полученные числа суммировать.

В этом случае стоит работать по формуле:

Rобщ= R1+ R2+…+ Rn+ Ra, где:

R1-Rn- термическое сопротивление слоев разных материалов;

Ra.l- термосопротивление закрытой воздушной прослойки. Величины можно узнать в таблице 7 п. 9 в СП 23-101-2004. Прослойка воздуха не всегда предусмотрена при постройке стен. Подробнее о расчетах смотрите в этом видео:

На основании этих подсчетов можно сделать вывод о том, можно ли применять выбранные стройматериалы, и какой они должны быть толщины.

Последовательность действий

Первым делом, нужно выбрать строительные материалы, которые будете использовать для постройки дома. После этого рассчитываем термическое сопротивление стены по описанной выше схеме. Полученные величины следует сравнивать с данными таблиц. Если они совпадают или оказываются выше, хорошо.

Если величина ниже, чем в таблице, тогда нужно увеличить или стены, и снова выполнить подсчет. Если в конструкции присутствует воздушная прослойка, которая вентилируется наружным воздухом, тогда в учет не следует брать слои, находящиеся между воздушной камерой и улицей.

Как выполнить подсчеты на онлайн калькуляторе

Чтобы получить нужные величины, стоит ввести в онлайн калькулятор регион, в котором будет эксплуатироваться постройка, выбранный материал и предполагаемую толщину стен.

В сервис занесены сведения по каждой отдельной климатической зоне:

• t воздуха;
• средняя температура в отопительный сезон;
• длительность отопительного сезона;
• влажность воздуха.

Температура и влажность внутри помещения — одинаковы для каждого региона

Сведения, одинаковые для всех регионов:

• температура и влажность воздуха внутри помещения;
• коэффициенты теплоотдачи внутренних, наружных поверхностей;
• перепад температур.

Чтобы дом был теплым, и в нем сохранялся здоровый микроклимат, при выполнении строительных работ нужно обязательно выполнять расчет теплопроводности материалов стены. Это несложно сделать самостоятельно или воспользовавшись онлайн калькулятором в интернете. Подробнее о том, как пользоваться калькулятором, смотрите в этом видео:

Для гарантировано точного определения толщины стен можно обратиться в строительную компанию. Ее специалисты выполнят все необходимые расчеты согласно требованиям нормативных документов.

Теплоёмкость тел - способность поглощать определённое количество тепла при нагревании, или отдавать при охлаждении. Теплоёмкость тела, это отношение бесконечно малого количества теплоты, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры. Измеряется эта величина в Дж/К. Для практического же применения применяют Удельную теплоёмкость. Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество этого вещества, в свою очередь, может быть измерено в кубометрах, килограммах или в молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают объёмную, массовую и молярную теплоёмкость. В строительстве вряд-ли нам придётся встречаться с молярными измерениями, потому молярную теплоёмкость я оставлю физикам.

Массовая удельная теплоёмкость (обозначается буквой С), также называемая просто удельной теплоёмкостью - это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на килограмм на кельвин - Дж/(кг·К).

Объёмная теплоёмкость (С`) - это количество теплоты, которое необходимо подвести соответственно к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на кубический метр на кельвин Дж/(м ³·К). В строительных справочниках обычно приводят массовую удельную теплоёмкость - её и будем рассматривать.

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества, давление и другие термодинамические параметры. С ростом температуры вещества его удельная теплоёмкость, как правило, возрастает, но некоторые вещества имеют совсем нелинейную кривую этой зависимости. К примеру, с повышением температуры от 0°С до 37°С удельная теплоёмкость воды снижается, а после 37°С до 100°С возрастает (см. картинку слева). Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении и при постоянном объёме различны.

Формула расчёта удельной теплоёмкости: С=Q/(m·ΔT), где Q - количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m - масса вещества, ΔT - разность конечной и начальной температур вещества. Значения теплоёмкости многих стротиельных материалов представлены в таблице ниже.

Приведу еще для визуализации зависимость между теплопроводностью и теплоёмкостью некоторых маретиалов и ещё зависимость теплоёмкости и плотности:

Что же даёт нам эта характеристика материалов на практике?

Теплоёмкие материалы используют при возведении теплоустойчивых стен. Это важно для домов с периодическим отоплением, например, печным. Теплоёмкие материалы и стены из них хорошо аккумулируют тепло. Запасают его в период работы отопительной системы (печи) и постепенно отдают после выключения отопительной системы, позволяя тем самым поддерживать комфортную температуру в течение суток. Чем больше может быть запасено тепла в теплоёмкой конструкции, тем стабильней будет температура в помещении. Интересно заметить, что традиционный в домостроении кирпич и бетон имеют значительно меньшую теплоёмкость, чем например, пенополистирол, а эковата и вовсе в три(!) раза более теплоёмкая, чем бетон. Однако, в формуле теплоёмкости не зря задействована масса. Именно огромная масса бетона или кирпича в сравнении с той же эковатой позволяет в каменных стенах домов аккумулировать значительные количества тепла и сглаживать суточные колебания температур. И именно ничтожная масса утеплителя в каркасных домах, не смотря на бОльшую теплоёмкость, является слабым местом всех каркасных технологий.

Для решения описанной проблемы в каркасных домах устанавливают массивные теплоаккумуляторы - конструктивные элементы, имеющие высокую массу при достаточно высоком значении теплоёмкости. Это могут быть и какие-то внутренние стены из кирпича, массивная печь или камин, бетонные стяжки. Мебель в доме тоже является хорошим теплоаккумулятором, поскольку фанера, ДСП и любое дерево почти втрое больше может запасать тепла на килограмм веса, чем тот же кирпич. Недостаток такого подхода в том, что теплоаккумулятор необходимо проектировать ещё на стадии проектирования каркасного дома. В силу огромного его веса требуется заранее проектировать фундамент, представлять, как этот объект будет интегрирован в интерьер. Стоит отметить, что масса - это всё же не единственный критерий, нужно оценивать именно обе характеристики: массу и теплоёмкость. Даже золото со своим невероятным весом под 20 тонн на кубометр в качестве теплоаккумулятора будет работать лишь на 23% лучше, чем бетонный куб весом 2,5 тонны.

Но самым лучшим веществом для теплоаккумулятора является вовсе не бетон и даже не кирпич! Хороша медь, бронза и железо, но они уж чрезмерно тяжелы. Вода! Вода имеет огромную теплоёмкость, наибольшую среди доступных веществ. Ещё бОльшую теплоёмкость имеют газы Гелий (5190 Дж/(кг·К) и Водород (14300 Дж/(кг·К), но их немножко проблематично использовать...

Я посчитал количество запасённой тепловой энергии в 1 м³ и 1 тонне материала при ΔT=1 °С. Q=C·m·ΔT

Как видно из графического представления данных - с водой не может соперничать ни один материал по параметру количества запасённого тепла! Для того, чтобы запастись 1МДж теплоты нам понадобится 240 литров воды или почти 8 тонн золота! Вода в 2,6 раза больше накапливает тепла, чем кирпич (при одинаковом объёме). На практике это означает, что в качестве очень эффективного теплоаккумулятора лучше всего использовать ёмкости с водой. Реализация тёплого водяного пола так же поможет улучшить стабильность температурного режима.

Однако, эти рассуждения применимы для температур не выше 100°С. После закипания вода переходит в иное фазовое состояние и резко меняет свою теплоёмкость.

Математические упражнения

Для расчёта теплопотерь и системы отопления своего будущего дома я использовал специализированный программный продукт по расчёту элементов инженерных систем "VALTEC" от некоего ООО "Веста-Трейдинг". Программа VALTEC.PRG находится в открытом доступе и дает возможность рассчитать водяное радиаторное, напольное и настенное отопление, определить теплопотребность помещений, необходимые расходы холодной, горячей воды, объем канализационных стоков, получить гидравлические расчеты внутренних сетей тепло- и водоснабжения объекта. Так вот, используя эту чудесную бесплатную программку я высчитал, что теплопотери моего дома площадью в 152 квадратных метра составляют чуть менее 5 кВт тепловой энергии. В сутки выходит 120 кВт·ч или 432 МДж теплоты. Если допустить, что я буду использовать водяной теплоаккумулятор, который каким-либо источником тепла один раз в сутки разогреется до 85°С и будет постепенно отдавать тепло в систему тёплых полов до температуры 25°С (ΔT=60 °С), то для накопления 432 МДж теплоты мне потребуется ёмкость m=Q/(C·ΔT) , 432/(4,184·60)=1,7 м³.

А что было бы, если бы я установил в доме кирпичную печь, например. Разогретый в топке до 500°С кирпич весом в 1 тонну полностью компенсирует теплопотери моего дома в течение суток. При этом объём кирпича будет около 0,5 кубометра.

Особенностью моего проекта дома (в общем-то ничего особенного) является отопление тёплым водяным полом. Труба теплоносителя будет заложена в 7-и сантиметровый слой бетонной стяжки под всей площадю пола (152 м²) - это 10,64 м³ бетона! Под бетонной стяжкой планируется деревянное перекрытие по балкам с 25-ю сантиметрами пенополистирольного утеплителя - можно сказать, что через такой пирог утепления 1 м² пола будет терять тепла около 4 Вт, чем, конечно, можно смело пренебреч. Какова же будет теплоёмкость пола? При температуре теплоносителя 27°С бетонная стяжка впитает в себя 580 МДж теплоты, что эквивалентно 161 кВт·ч энергии и с лихвой перекрывает суточную потребность в тепле. Иными словами, зимой при -20°С (именно на такие температуры делался расчёт теплопотерь дома) мне нужно будет раз в два дня подогревать до 27°С пол, а если установить дополнительный водяной теплоаккумулятор на 1000 литров - то и вовсе раза два в неделю будет работать котёл!

Вот такая она, теплоёмкость при очень поверхностном рассмотрении.

Теплоусвоение

Коэффициент теплоусвоения (англ. U-value) отражает способность материала воспринимать теплоту при колебании температуры на его поверхности или, иными словами, этот коэффициент S показывает способность поверхности материала площадью в 1 м² усваивать теплоту в течение 1 с при температурном перепаде в 1 °С. Как это можно понять из повседневной жизни? Если приложить одновременно обе руки к двум поверхностям из бетона и пенопласта, имеющим одинаковую температуру, то первая будет восприниматься как более холодная - эксперимент ещё со школьных уроков физики. Это ощущение вызывается тем, что бетонная поверхность более интенсивно отбирает (усваивает) тепло от руки, чем пенопластовая, так как бетон имеет больший коэффициент теплоусвоения (Sбетона=18 Вт/(м²·°С), Seps=0,41 Вт/(м²·°С)), не смотря на то, что удельная теплоёмкость пенопласта в полтора раза больше, чем бетона.

Величина коэффициента теплоусвоения S материалов при периоде колебания теплового потока 24 ч пропорциональна коэффициенту теплопроводности λ , Вт/(м·K), удельной теплоёмкости с , Дж/(кг·K), и плотности материала ρ , кг/м³, и обратно пропорциональна периоду тепловых колебаний T , с (формула слева). Но в строительной практике используются формулы, учитывающие действие массового отношения влаги в материале и климатические условия эксплуатации. Дабы не загромождать вас ненужной инфой, предлагаю использовать уже вычисленные табличные данные из СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника" . Наиболее интересные я собрал в небольшую табличку.

Теплоизоляционные материалы высокой эффективности (меньшим коэффициентом теплопроводности) обладают весьма низким коэффициентом теплоусвоения, т.е. при изменении температуры поверхности отнимают меньшее количество тепла и поэтому активно применяются для изоляции сооружений и аппаратов с резко переменным режимом работы.

Колебания температуры на наружной поверхности материала вызывают в свою очередь и колебания температуры в самом материале, причём они будут постепенно затухать в толще материала.

О теплоусвоении материалов я в процессе стройки ещё не слышал ни от одного строителя - может сложиться впечатление, что это некий теоретический и не очень важный параметр. Однако это не так - теплоусвоение материалов внутренней отделки, например полов, напрямую влияет на ощущение комфорта. Сможете ли вы комфортно ходить по полу босиком, или весь год придётся носить тапочки? Для полов существуют нормы по предельному коэффициенту теплоусвоения. Нормативная величина теплоусвоения покрытия для полов жилых зданий, больничных учреждений, диспансеров, поликлиник, общеобразовательных и детских школ, детских садов - не более 12 Вт/(м2-°С); для полов общественных зданий, кроме вышеуказанных, вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий, участков с постоянными рабочими местами в отапливаемых производственных зданиях, где выполняются легкие физические работы (категория I) - не более 14 Вт/(м2-°С); для полов в отапливаемых помещениях производственных зданий, где выполняются физические работы средней тяжести (категория II) - не более 17 Вт/(м2-°С).

Показатель теплоусвоения не нормируется: в помещениях с температурой поверхности пола выше 23 °С; в отапливаемых производственных помещениях, где выполняются тяжелые физические работы (категория III); в производственных зданиях, если на участки пола постоянных рабочих мест укладывают деревянные щиты или теплоизолирующие коврики; в общественных зданиях, эксплуатация которых не связана с постоянным пребыванием в них людей (залы музеев и выставок, фойе театров и киноте" атров и т. п.).

Тепловая инерция

Тепловая инерция, это способность ограждающей конструкции сопротивляться изменению температурного поля при перемененных тепловых воздействиях. Она определяет количество волн температурных колебаний, располагающихся (затухающих) в толще ограждения.

Параметр теплоусвоения неразрывно связан с тепловой инерцией материалов. На рисунке, иллюстрирующем прохождение температурных волн в толще материала можно видеть длину волны, обозначенную как l . Число таких волн, располагающихся в толще ограждения, является показателем тепловой инерции ограждения. Численная величина этого показателя имеет название "массивности ограждения" и обозначается D. Она равна для однородного ограждения произведению его термического сопротивления R на коэффициент теплоусвоения материала S: D=RS.

D - величина безразмерная. В ограждении, имеющем D=8.5, располагается около одной целой температурной волны. При D < 8,5 в ограждении распологается неполная волна (т.е. запаздывание колебаний на внутренней поверхности по отношению к колебаниям на наружней поверхности менее одного периода; при Т=24 часа запаздывание менее суток), а при D > 8,5 - в толще распологается более одной температурной волны.

Для многослойных ограждений его массивность определяется как сумма массивности отдельных слоёв:

D=R1S1+R2S2+....RnSn, где

R1, R2, Rn - термическое сопротивление отдельных слоёв,

S1, S2, Sn - расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв конструкции.

Ограждение считается:

Безынерционным при D < 1,5;

"Лёгким" при D от 1,5 до 4;

"Средней массивности" при D от 4 до 7;

"Массивным" при D > 7.

Интересно сравнить "массивность" D ограждения из, например, 20 см пенополистирола ПСБ-25 и глиняного кирпича:

D eps=R (0.2/0.035) * S (0.41)=2.34 (похолодание на улице скажется на температуре внутри примерно через 6,6 часов)

D кирпич=R (0.2/0.7) * S (9.2)=2.63 (похолодание на улице скажется на температуре внутри примерно через 7,5 часов)

Видим, что кирпичная кладка "массивнее" пенопласта лишь на 12% ! Интересный результат, но нужно отметить, что в реальности обычно используют более тонкую теплоизоляцию из пенопласта (стандартная СИП-панель - 15см EPS), а из кирпича делают более толстые стены. Так, при толщине кирпичной стены в 60 см параметр D=7.9 а это уже "массивное" строение во всех смыслах этого термина, температурная волна через такую стену будет проходить около 22 часов.

Тепловая инерция - безусловно, любопытное явление, но как его учитывать при подборе утеплителя? Мы можем представлять себе физический процесс прохождения тепловой волны через наш утеплитель, но если посмотрим на температуру внутренней поверхности (Tse), её амплитуду (A) и потери тепла (Q), то становится несколько не понятно, как этот параметр (D) может влиять на выбор. Например, возьмём толщину 30см:

Кирпичная стена D=3.35, A=2°C, Tse=15°C, Q=31;

Пенополистирол D=3.2, A=0.1°C, Tse=19,7°C Q=2.4;

Очевидно, что при почти равной тепловой инерции с пенопластом будет заметно теплее! Однако, тепловая инерция оказывает влияние на так называемую теплоустойчивость зданий. Согласно "Строительной теплотехнике " при расчётах тебуемых сопротивлений теплопередаче расчётная зимняя температура наружного воздуха зависит именно от тепловой инерции! Чем выше тепловая инерция, тем меньшее влияние оказывает резкое изменение температуры наружнего воздуха на стабильность внутренней температуры. Эта зависимость имеет следующий вид:

D <=1,5: Расчётная зимняя температура tн равна температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 98%;

1.5 < D < 4: tн равна температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 92%;

4 < D < 7: tн равна средней температуре наиболее холодных ТРЁХ суток;

D >7: tн равна средней температуре наиболее холодных ПЯТИ дней обеспеченностью 92%.

Как ни странно, но в этом же документе нету средней температуры наболее холодных трёх суток, но в СНиПе 23-01-99 есть пункт "температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 98%, я думаю, её вполне можно использовать для расчёта. Табличка слева (как всегда, есть расхождения в документах ). Поясню на примере:

Мы строим каркасный дом в Бресте, и утепляем его 15 см минваты. Тепловая инерционность конструкции D=1,3. Это значит, что во всех расчётах температуру наружного воздуха нам стоит принимать -31°С.

Мы строим дом в Бресте из газобетона толщиной 30 см. D=3,9. Температурные расчёты теперь мы можем проводить для -25°С.

Напоследок мы строим в Бресте дом из пущанского бруса диаметром 30 см. D=9,13. Его инерционность позволяет производить тепловые расчёты для температур не ниже -21°С.

Массивные теплоемкие стены летом могут выполнять функцию пассивного регулятора температуры в помещениях за счет суточной разницы температур. Остывшие за ночь стены охлаждают днем поступающий с улицы жаркий воздух, и наоборот. Такая регуляция полезна, когда среднесуточная температура воздуха комфортна для человека. Но если ночью не слишком прохладно, а днем очень жарко, то без кондиционера в каменном доме уже не обойтись. Зимой массивные наружные стены в качестве регулятора климата абсолютно бесполезны. Зимой холодно днем и ночью. Если дом отапливается не постоянно, а периодически, например, дровами, то в качестве аккумулятора тепла нужна массивная каменная печь, а не кирпичные наружные стены. Чтобы зимой наружные стены стали аккумулятором тепла их нужно хорошо утеплить снаружи! Но тогда летом эти стены уже не смогут быстро охладиться за ночь. Это будет тот же каркасный дом с утеплителем, но с внутренним аккумулятором тепла.

Для наглядной визуализации термических процессов, происходящих в толще однородного материала, я сделал интерактивную флешку, в которой можно подёргать входную и выходную температуры, поменять толщину материала в некоторых пределах и выбрать (из небольшого списка самых интересных с моей точки зрения) сам материал. Часть математики во флешке построена на формулах из СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника", и может немного расходится с другими моими же примерами в силу чрезвычайно разнообразных данных по характеристикам одного и того же материала, по разнообразным требованиям к микроклимату от источника к источнику (СНиПы, КТП), и даже с расчётами во всяких методичках в силу произвольного округления как в методичках, так и с моей стороны=) Все расчёты, так сказать, ознакомительные.

Какова зависимость температуры в доме от теплоемкости стен, которые участвуют в поддержании микроклимата в доме. Дело в том в большинстве случаев мы сталкиваемся и теплоизоляционными материалами, которые только препятствуют тепло потерям в доме они задерживают теплопередачу из дома на улицу. Но характеристики большинства утеплителей не могут решить вопрос с теплоемкостью стен, они не могут накопить инфракрасное тепло стремящееся наружу, тут решить нужно две задачи и сберечь и накопить тепло. Как решить вопрос - внутренней отделкой ЦСП плита наш аккумулятор тепловой энергии. Вы скажите, нашел чем аккумулировать, давайте посчитаем, сложим стены и пол высчитаем метры кубические материала ЦСП 10м*12м*2.8м= 2.64м/куб пол, потолок+4м/куб стены + посреди дома стоит серединная стена она как раз и может аккумулировать тепло (утеплитель Эковата лучше Вермикулит) 12м*2.8м*0.20м=6.7м/куб. Итого 13м/куб теплоемкого материала рассредоточенного по вашему дому. Через 1мес дом набирает крейсерский запас тепла, который позволяет избегать перепадов температуры воздуха при отключении тепла, проветривании. Он прекрасно работает как обычный дом с классическим исполнением стен в плане теплоемкости, но у него есть ряд преимуществ, во первых стены не охлаждают воздух и разность температур между воздухом и поверхностью не превышает 2 градуса.

Давайте зайдем с другого бока, из практики в производственном здании, которое утеплено 5-6см «Стирекса» свет отключали на 2 дня. Температура падает до 5-10 градусов стены пол потолок хорошо отдает накопившееся тепло воздуху, вода не перемерзает никак. Огромный плюс после включения электричества тепло нагнетается за 3-часа выходит на 18 за 6-8ч на 23-25гр. Вот это опыт эксплуатации каркасного здания, не чего не прибавить, не убавить. Продолжим громить мифы о минусах каркасного строительства. Поговорим о теплоемкости здания. Что хочу пояснить, вот пример 10*12 дом полезная площадь 106кв\м для отопления дома потребуется 10кв\час по стандартным схемам расчета теплопотребления. Это при условии утепленного периметра здания R-2-3. Вы излучаете любой вид тепла 12кв\час, в кирпичных домах утеплители, которые удерживают тепло, находятся с снаружи здания или в середине стены, поэтому чтоб нагреть воздух нам потребуется сначала нагреть все ограждающие конструкциями дома (стены, пол, потолок). Как только тепло полностью насытит (нагреет) все предметы мы начнем прогревать воздух. Чтоб поддерживать температуру 25гр. нам необходимо увеличить мощность, либо или периоды работы излучателя тепла. Делаем вывод, теплоемкие конструкции (стены из кирпича, бетона) требуют большего количества кВ\час. энергии на поддержание постоянного уровня тепла в доме. Каркасные дома как мы посчитали имеют «13м\куб тепловой аккумулятор» это в 10 раз приблизительно меньше от кирпичных, пенобетонных стен по теплоемкости, но этого количества достаточно чтобы плавно и как можно долго остывать дому на случай форс мажора (авария, обрыв проводов и т.д.).

Делаю второй вывод, Я не считаю нужным перерасходовать тепловую энергию в два раза на поддержание температурного контура стен и стоить дома из теплоемких материалов. Полагаясь на случай, «что может быть когда ни будь» снизойдет «форс мажор» и потребуется нам теплоемкие стены которые не дадут остыть дому за 1 день, это глупо полагается на это «факт теплоемкости», не правда ли, может проще позаботится заранее и за 25-30т.руб приобрести дизельный генератор на 5кв\час, который некому еще не помешал в частном доме. И при возникновении «сия беды» пойти и включить ящик «Пандоры» и побежит живительная сила тепла по вашим комнатам и спасет дом от всемирного похолодания. Как практика показала и выше описанные выводы доказали, что каркасный дом потребляет в 1.5-2 раза меньше тепла, это не чудо просто соблюдение СНИПА R от 3-3.75. Каркасный дом вы спокойно на 5 кв\час можно содержать в температуре 23-25гр в режиме «поддержания» то есть, терморегулятор будут включать напряжение на обогреватели в случае падения заданного температурного режима работы. Очень интересное применение можно извлечь из факта, что дом практически не теряет тепла, вы выставляете температуру на 15градусов когда вас нет дома и за два часа до прихода терморегулятор догоняет до 25гр - это экономия причем существенная. Повторяю на 5 кв\час, хоть всю зиму можете обогревать площадь 91-100 кв\м - это факт. Четыре года содержу здание в три раза холоднее (по тепло сопротивлению) в качестве обогрева использую инфракрасные обогреватели. На кирпичный дом на площадь 91-100 кв\м потребуется 10-14кв\час причем на постоянной нагрузки. Это все работает, поэтому топить улицу и тонные конструкции стен кирпичных домов ЭТО НЕ МОЙ ПУТЬ я действую как описал выше иду завожу дизельный генератор или можно подождать хоть день здание не остынет до критических температур - делайте вывод.

Ниже приведенная информация размещена с интернет ресурса.

Факты:
Тепловые потери типичных жилых домов и других зданий происходят по трем основным причинам:
- вследствие теплопроводности через стены, крыши и полы, а также вследствие (но в гораздо меньшей степени) излучения и конвекции;

Вследствие теплопроводности и меньшей степени путем излучения и конвекции через окна и иное остекление;

Путем конвекции и перетока воздуха через элементы наружного ограждения здания, который обычно происходит через открытые окна, двери и вентиляционные отверстия (принудительно или естественно) или путем инфильтрации, т.е. проникновения воздуха через щели в ограждающих конструкциях здания, например по периметру дверных и оконных рам.

В зависимости от того, имеет ли здание хорошую изоляцию или нет, много в нем окон или мало, наблюдается ли через него движение воздуха или нет, каждый (!) из этих трех факторов составляет 20...50% общих тепловых потерь здания.

Предположим, что потери тепла в здании имеют место в равной мере по трем вышеуказанным факторам. Это графически иллюстрируется диаграммой в виде круга, разрезанного на 3 равных части. Если какую-либо одну из этих составных частей уменьшить вдвое, то общие тепловые потери уменьшатся только на 1/6 часть. Это говорит о том, что все три фактора следует рассматривать в равной мере, не выделяя тот или иной.

Отыскание возможностей уменьшения теплопотерь и расхода энергии на отопление должно сопровождаться контролем параметров, характеризующих требуемый тепловой режим:

• Температура воздуха;

• Cредняя температура внутренних поверхностей ограждений;

• Скорость и относительная влажность воздуха.

Аксиомы:
1. производство тепла стоит денег и требует ресурсов.
2. Величина теплового потока пропорциональна разности температур между источником тепла и предметом или помещением, в которое тепло поступает, а направление потока тепла ВСЕГДА (!) от горячей поверхности к холодной
3. основные усилия затрачиваются на увеличение сопротивления потоку тепловых потерь
4. Тепло переносится тремя способами: конвекцией, радиацией (излучением) и теплопроводностью, причем конвекция и теплопроводность как физические явления проявляются ОДНОВРЕМЕННО
5. Тепло ПОСТОЯННО переносится излучением от более теплых предметов к более холодным пропорционально разности их температур и расстоянию между ними.
6. Из трех основных способов теплообмена радиация труднее всего поддается количественному определению для зданий. (!)
7. Тепловые потери типичных жилых домов и других зданий происходят по трем основным причинам/направлениям (очень грубо: потери через наружные ограждения, окна/двери и с вентиляцией/инфильтрацией), каждый из этих трех факторов составляет 20...50% общих тепловых потерь здания, причем их почти невозможно рассматривать независимо друг от друга.
8. По мере снижения доли других факторов, обусловливающих потери тепла, проникновение наружного воздуха занимает все больший процент в общей сумме факторов.
9. Человек сам «обогревает» излучением (незначительно - еще и теплопроводностью) более холодные строительные конструкции и предметы интерьера, а также воздух в помещениях (через конвекцию).
10. Увеличение скорости воздуха вызывает увеличение коэффициента конвективного теплообмена. Относительная влажность внутреннего воздуха влияет на теплопотери зданий, т.е. на величину удельной теплоемкости воздуха, которая тем больше, чем выше его влажность.
11. Повышение температуры на внутренних поверхностях строительных конструкций желательно с точки зрения уменьшения теплопотерь, а также теплового комфорта, что выражается требованием: «Теплые стены, холодный воздух».
12. При оценке теплового комфорта температура внутреннего воздуха непосредственно зависит от температуры внутренней поверхности конструкций. Совместно с температурой внутреннего воздуха она определяет суммарную температуру помещения. Для жилых зданий суммарная температура должна составлять 38°C... и т.д...

Вопрос "на засыпку":

А имеет смысл «носиться» с этой теплоемкостью стен/перекрытий «как с писаной торбой», если даже в самом лучшем случае мы можем рассчитывать (теоретически) «урезать»/компенсировать теплопотери не более чем на 15-30%?!

"Нет, не имеет!!!" - не задумываясь, отвечу я;
"Почему же?"- удивлённо спросите Вы...
А ларчик открывается просто - МЫ НЕ ВСЁ УЧЛИ!!!

Догмы:
Остаются ведь еще и другие причины теплопотерь (окна/двери + воздух/вентиляция) - а на них теплоемкость/теплоинерционность напрямую не влияет -> а в итоговом подсчете эти причины могут потянуть на 60-80%!
Может быть, всё-таки имеет смысл сэкономить, отказавшись от каменных стен, а высвобожденные средства направить на энергосберегающие окна/двери и вентиляционные установки? Подумаем... Образно говоря, тепло ведь подобно размягченной глине в руке: вы сжимаете кулак - глина вылезает сквозь пальцы, пытаетесь с одной стороны убрать щели между пальцами - а она в другом месте выпирает => перекроете движение тепла наружу путем теплопроводностью, а оно, «нехорошое такое», норовит туда смыться излучением и/или конвекцией по «обходным дорогам», через тот же «никого не интересующий» воздух например....

И, наконец, САМОЕ ГЛАВНОЕ - производство тепла стоит денег и требует ресурсов!

Зачем производить и «загонять» внутрь теплового контура каменного дома такое не дешевое тепло? - ведь бОльшая его часть будет закапсулирована в ограждающих конструкциях, рассеяна (рано или поздно, так что и наружная теплоизоляция не панацея) во внешнюю среду и будет не доступна для «извлечения»?! Ведь сам по себе каменный дом как теплоаккумулятор имеет значительно меньший КПД (в разы как минимум), чем специализированные отопительные приборы (те же кирпичные печи, стены Тромба, гравийно-песчаные теплоаккумуляторы, например).
Для этого, что ли, стоит устанавливать отопительную систему повышенной (по сравнению с похожим каркасным домом) мощности, а потом еще и переплачивать за отопление?! Это мы так ДОМ греем, чтоб ему холодно не было? ...а как же человек и его потребности?

Следствие -> холодная каменная стена может «обогреть излучением» лишь предметы, имеющие еще более низкую температуру! Более того, получается, что львиная доля аккумулированного в теплоемких конструкциях тепла тратится на...конвективный теплообмен с внутренним воздухом. У в каменном доме может быть устроена естественная вентиляция - следовательно, приточный воздух имеет низкую температуру - вот на его подогрев и тратится тепловая энергия!

А вот человека стена каменного дома не сможет обогреть -законы физики: температура тела человека 36,6 градусов, а внутренней поверхности стены в нормальных условиях - всего 18! -> т.е. теплоемкая стена (потолок, пол) подобна «энергетическому вампиру», высасывающему из вас тепло (в основном излучением, в меньшей степени через конвекцию и теплопроводность).

Поэтому, рассчитывать на рациональное (!) использование теплоемкости стоит лишь в особых случаях (печи, камины, теплые полы и стены, стены Тромба, солнечные коллекторы, тепловые аккумуляторы и пр.) и/или в особых («солнечных», «пассивных» и т.п.) домах, специально предназначенных для улавливания солнечного (т.е. ХАЛЯВНОГО!!!) тепла.

Далее «Вопрос на засыпку»: тогда как объяснить документально подтвержденные многочисленные факты, что после выключения отопления в каркасном доме даже при сильных морозах температура за 1-2 суток опускается не больше чем на 2-5 градуса, в то время как каменный дом «вымерзнет» за несколько часов? (То есть почему каркасный дом при отключении отопления не вымерзает за несколько часов, не имея больших запасов тепла в строительных конструкциях??)
Ведь в нем отсутствуют теплоемкие элементы - в чем причина сего парадокса, а???

Я считаю, тому есть несколько объяснений, но одна из главных причин - потому что внутренняя теплоемкость здания минимальна, и после отключения отопления большая часть тепла, уже находящегося внутри теплового контура здания, не «стекает бессмысленно» от «горячего» человека, теплого воздуха и разогретых отопительных и бытовых приборов (радиаторы, печи, электролампы, решетка испарителей холодильников, ТВ и т.п.) вглубь строительных конструкций, а остается внутри помещений (ведь каркасные стены не накапливают тепло) .
Конечно, теплопотери происходят, но их можно минимизировать (как в приведенном выше примере), прежде всего, устранив сквозняки, плотно закрыв двери, ставни и шторы на окнах (если таковые имеются).
Кроме того, не забываем, что человек сам выделяет тепло (116 Ватт при комнатной температуре, при похолодании теплопотери возрастают - прежде всего за счет излучения). Поэтому, добавив несколько слабых «отопительных» приборов (те же свечи - ведь электричества у нас тоже нет) можно в какой-то мере компенсировать теплопотери («главное, мальчиш, до утра дотянуть» - а там и помощь придет...в виде солнечного тепла или принесенной из сарая охапки поленьев для камина). В такой ситуации температура внутренней поверхности каркасной стены, а с ней и суммарная температура помещения, (при ДОЛГОСРОЧНОМ рассмотрении) будет оставаться выше, чем в каменном доме, значительно дольше, и тепловой дискомфорт наступит также позже.
Понятно, что при этом возникает проблема обновления воздуха, которая во многом зависит от конструктивно-планировочного решения дома (речь о площади/объеме приходящегося на 1 жителя и открытой или изолированной планировке помещений).
В каменном доме в похожей ситуации часть аккумулированной в теплоемких строительных конструкциях тепла, действительно, высвободится в помещения - но процесс этот будет продолжаться всего несколько часов...при этом большая часть, как я полагаю, все-таки будет рассеяна во внешнюю среду через излучение, теплопроводность и конвекцию.
«...Отключенное на ночь отопление - это сэкономленное топливо. Однако, затраты на энергоресурсы вряд ли от этого уменьшаться, потому что утром потребуется нагреть воздух и остывшие за ночь стены спальни, что приведет к дополнительному расходу тепла.

В домах, которые имеют конструкции малой теплоемкости, при отключении отопления на ночь можно сэкономить небольшое кол-во энергии. В домах же с теплоемкими элементами конструкции вряд ли целесообразно понижать температуру ночью, так как многотонная кладка компенсирует потерю тепла. Утром же отданное ею тепло она будет вновь пополнять. Так что снижать температуру на ночь не стоит...» (Журнал «Дом» №1 2007 г. стр.37).

Мы же из физики помним, что тепло идет к холоду, а внешняя поверхность стены даже с утеплением под действием мороза и ветра будет охлаждаться быстрее, чем внутренняя отдавать тепло комнатам, предметам, воздуху (через радиацию в пределах «прямой видимости» и конвекцию/теплопроводность - при охлаждении предметов и воздуха ниже температуры стены).

Так что тем, кто надеялся обогреваться излучением от каменной стенки «аки от русской печи» (ведь там, в смысле в стене, столько энергии припасено!), предлагаю срочно «одуматься» и начинать натягивать толстые шерстяные рейтузы и искать дедовский тулуп в чулане! - пока человек жив, то это ОН обогревает стену/потолок/пол излучением (в меньшей степени конвекцией и теплопроводностью), но НИКАК НЕ НАОБОРОТ!

То есть, говоря о «теплых стенах», мы говорим не об отоплении как таковом, а лишь (и это важно понимать!) о СНИЖЕНИИ теплопотерь человека.

Причем, в отличие от каркасной, каменная стена то минимальное тепло, выделяемое человеком и нашими свечками, а также запасенное в предметах интерьера или полученное коротким зимним днем в виде солнечного излучения, «проглотит и не заметит» - а как иначе, она ведь такая теплоемкая и любит запасаться десятками и сотнями кДж тепла «впрок»...а потом... это тепло там где-то «в глубине стены/перекрытия гуляет» - какие то свои задачи решает, наверное! вот уж действительно, «эгоистический энергетический вампир» .
Поэтому и тепловой дискомфорт в каменном доме обычно наступает раньше, даже при одинаковой с каркасником температуре внутреннего воздуха! - потому что стена «более холодная» и постоянно «выкачивает» все тепло из помещения и людей.

Выводы:
При отключении отопления каменный дом начинает выделять ЧАСТЬ аккумулированного в строительных конструкциях тепла - здесь у него действительно есть преимущество перед каркасным. Так естественным образом интегрируется средняя внутренняя температура в доме при неизменной мощности отопительных приборов - увеличивающиеся ночью теплопотери компенсируются теплоотдачей от каменной стены/перекрытия.
Однако этот процесс длится всего несколько часов (быстро принял-быстро отдал), да и сам дом - не самый совершенный теплоаккумулятор. Надеяться на «теплые» внутренние стены тоже особо не стоит - ведь они не в воздухе висят, следовательно, имеют конструктивную связь с более холодными наружными ограждениями (стенами/перекрытиями/кровлей/фундаментом)-> поэтому тепло будет утекать туда благодаря теплопроводности камня + конвективный и радиационный теплообмен с воздухом и предметами интерьера.
После этого каменное строение с каждым часом/днем начинает неумолимо превращаться в «морозильник», безжалостно выкачивая то немногое тепло, получаемое от вспомогательных отопительных (если они есть), осветительных/бытовых (если есть электричество) приборов, а также непосредственно из человеческого тела или через окна от Солнца ==> поэтому выживать в таком здании в ожидании восстановления отопления очень сложно. Кроме того, потребуется несколько дней и повышенные затраты топлива (ведь теплоемкие стены/перекрытия будут запасаться тепловой энергией - а они очень прожорливые)) для восстановления нормальной температуры.
У каркасного дома нет особых запасов тепла в стенах/перекрытиях, однако он менее теплоинерционен и не «запасается теплом». Поэтому вспомогательные отопительные и прочие приборы + Солнце могут обеспечить вполне приемлемый тепловой комфорт, да и восстановить обычный температурный режим можно будет за несколько часов. Особенно важно, что стены в таком доме будут оставаться более теплыми, чем в таких же условиях каменные. Каркасные конструкции не будут с таким энтузиазмом выкачивать тепло из «горячего» человека, соответственно, теплопотери тела излучением будут существенно меньше. И все это за меньшие деньги...
Образно говоря, каменный дом - это привередливый (в смысле финансовых затрат при строительстве и эксплуатации) спринтер, он способен эффективно сглаживать ночные колебания температуры, а каркасный дом - неприхотливый стайер, способный с умеренной скоростью пробежать (профункционировать) значительно дольше, обладая при этом определенной «отопительной гибкостью».

Итак: к чему мы пришли? Именно низкая теплоёмкость каркасного дома дом не только позволяет применять интегрированную систему отопления, но и СНИЗИТЬ ЗАТРАТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ В 2-3 РАЗА!!! А это, согласитесь, немаловажно...