Способы расчетов теплопотерь дома

Содержание

Расчет теплопотерь дома: онлайн калькулятор

Способы расчетов теплопотерь дома

> Теория > Расчет теплопотерь дома: онлайн калькулятор 

Энергоэффективная реконструкция здания поможет сэкономить тепловую энергию и повысить комфортность жизни. Наибольший потенциал экономии заключается в хорошей теплоизоляции наружных стен и крыши.

Самый простой способ оценить возможности эффективного ремонта – это потребление тепловой энергии.

Если в год потребляется более 100 кВт ч электроэнергии (10 м³ природного газа) на квадратный метр отапливаемой площади, включая площадь стен, то энергосберегающий ремонт может быть выгодным.

Расчет теплопотерь здания

Потери тепла через внешнюю оболочку

Основная концепция энергосберегающего здания – это сплошной слой теплоизоляции над нагретой поверхностью контура дома.

  1. Крыша. С толстым слоем теплоизоляции потери тепла через крышу можно уменьшить;

Важно! В деревянных конструкциях теплозащитное уплотнение крыши затруднено, так как древесина набухает и может повреждаться от большой влажности.

  1. Стены. Как и с крышей, потери тепла снижаются при применении специального покрытия. В случае внутренней теплоизоляции стен существует риск того, что конденсат будет собираться за изоляцией, если влажность в помещении слишком высокая;

Способы выхода тепла из дома

  1. Пол или подвал. По практическим соображениям тепловая изоляция производится изнутри здания;
  2. Термические мосты. Тепловые мосты представляют собой нежелательные охлаждающие ребра (теплопроводники) снаружи здания. Например, бетонный пол, который одновременно является балконным полом. Многие тепловые мосты находятся в области почвы, парапетах, оконных и дверных рамах. Существуют также временные тепловые мосты, если детали стен закреплены металлическими элементами. Термомосты могут составлять значительную часть потерь тепла;
  3. Окна. За последние 15 лет теплоизоляция оконного стекла улучшилась в 3 раза. Сегодняшние окна обладают специальным отражающим слоем на стеклах, что уменьшает потери излучения, это одно,- и двухкамерные стеклопакеты;
  4. Вентиляция. Обычное здание имеет воздушные утечки, особенно в области окон, дверей и на крыше, что обеспечивает необходимый воздухообмен. Однако в холодное время года это вызывает значительные теплопотери дома от выходящего нагретого воздуха. Хорошие современные здания достаточно воздухонепроницаемы, и необходимо регулярно вентилировать помещения, открывая окна на несколько минут. Чтобы уменьшить потери тепла за счет вентиляции, все чаще устанавливаются комфортные вентиляционные системы. Этот вид теплопотерь оценивается в 10-40%.

Термографические съемки в здании с плохой изоляцией дают представление о том, как много тепла теряется. Это очень хороший инструмент для контроля качества ремонта или нового строительства.

Термографическая съемка здания

Способы оценки теплопотерь дома

Закон Ома — калькулятор онлайн

Существуют сложные методики расчетов, учитывающие различные физические процессы: конвекционный обмен, излучение, но они часто являются излишними.

Обычно используются упрощенные формулы, а при необходимости можно добавить к полученному результату 1-5%.

Ориентация здания учитывается в новых постройках, но солнечное излучение также не влияет значительно на расчет теплопотерь.

Важно! При применении формул для расчетов потерь тепловой энергии всегда учитывается время нахождения людей в том или ином помещении. Чем оно меньше, тем меньшие температурные показатели надо брать за основу.

Чтобы рассчитать теплопотери здания, можно воспользоваться несколькими способами:

  1. Усредненные величины. Самый приблизительный метод, не обладает достаточной точностью. Существуют таблицы, составленные для отдельных регионов с учетом климатических условий и средних параметров здания. Например, для конкретной местности указывается значение мощности в киловаттах, необходимое для нагрева 10 м² площади помещения с потолками высотой 3 м и одним окном. Если потолки ниже или выше, и в комнате 2 окна, показатели мощности корректируются. Этот метод совершенно не учитывает степень теплоизоляции дома и не даст экономии тепловой энергии;
  2. Расчет теплопотерь ограждающего контура здания. Суммируется площадь внешних стен за вычетом размеров площадей окон и дверей. Дополнительно находится площадь крыши с полом. Дальнейшие расчеты ведутся по формуле:

Q = S x ΔT/R, где:

  • S – найденная площадь;
  • ΔT – разность между внутренней и наружной температурами;
  • R – сопротивление передаче тепла.

Результат, полученный для стен, пола и крыши, объединяется. Затем добавляются вентиляционные потери.

Важно! Такой подсчет теплопотерь поможет определиться с мощностью котла для здания, но не позволит рассчитать покомнатное количество радиаторов.

  1. Расчет теплопотерь по комнатам. При использовании аналогичной формулы рассчитываются потери для всех комнат здания по отдельности. Затем находятся теплопотери на вентиляцию путем определения объема воздушной массы и примерного количества раз в день ее смены в помещении.

Важно! При расчете вентиляционных потерь нужно обязательно учитывать назначение помещения. Для кухни и ванной комнаты необходима усиленная вентиляция.

Пример расчета теплопотерь жилого дома

Применяется второй способ расчета, только для внешних конструкций дома. Через них уходит до 90 процентов тепловой энергии.

Точные результаты важны, чтобы выбрать необходимый котел для отдачи эффективного тепла без излишнего нагрева помещений.

Также это показатель экономической эффективности выбранных материалов для теплозащиты, показывающий, как быстро можно окупить затраты на их приобретение. Расчеты упрощенные, для здания без наличия многослойного теплоизоляционного слоя.

Дом обладает площадью 10 х 12 м и высотой 6 м. Стены толщиной в 2,5 кирпича (67 см), покрытые штукатуркой, слоем 3 см. В доме 10 окон 0,9 х 1 м и дверь 1 х 2 м.

Расчет сопротивления передаче тепла стен:

  • n – толщина стен,
  • λ – удельная теплопроводность (Вт/(м °C).

Это значение ищется по таблице для своего материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Rкир = 0,67/0,38 = 1,76 кв.м °C/Вт.

  1. Для штукатурного покрытия:

Rшт = 0,03/0,35 = 0,086 кв.м °C/Вт;

Rст = Rкир + Rшт = 1,76 + 0,086 = 1,846 кв.м °C/Вт;

Вычисление площади внешних стен:

  1. Общая площадь внешних стен:

S = (10 + 12) х 2 х 6 = 264 кв.м.

  1. Площадь окон и дверного проема:

S1 = ((0,9 х 1) х 10) + (1 х 2) = 11 кв.м.

  1. Скорректированная площадь стен:

S2 = S — S1 = 264 — 11 = 253 кв.м.

Тепловые потери для стен будут определяться:

Q = S x ΔT/R = 253 х 40/1,846 = 6810,22 Вт.

Термосопротивление различных стен

Важно! Значение ΔT взято произвольно. Для каждого региона в таблицах можно отыскать среднее значение этой величины.

На следующем этапе идентичным образом высчитываются теплопотери через фундамент, окна, крышу, дверь. При вычислении показателя тепловых потерь для фундамента берется меньшая разность температур. Затем надо просуммировать все полученные цифры и получить итоговую.

Чтобы определить возможный расход электроэнергии на отопление, можно представить эту цифру в кВт ч и рассчитать ее за отопительный сезон.

Если использовать только цифру для стен, получается:

6810,22 х 24 = 163,4 кВт ч;

163,4 х 30 = 4903,4 кВт ч;

  • за отопительный сезон 7 месяцев:

4903,4 х 7 =34 323,5 кВт ч.

Когда отопление газовое, определяется расход газа, исходя из его теплоты сгорания и коэффициента полезного действия котла.

Тепловые потери на вентиляцию

Чтобы рассчитать общие потери на весь дом, нужно:

  1. Найти воздушный объем дома:

10 х 12 х 6 = 720 м³;

  1. Масса воздуха находится по формуле:

М = ρ х V, где ρ – плотность воздуха (берется из таблицы).

М = 1, 205 х 720 = 867,4 кг.

  1. Надо определить цифру, сколько раз сменяется воздух во всем доме за сутки (например, 6 раз), и высчитать теплопотери на вентиляцию:

Qв = nxΔT xmx С, где С – удельная теплоемкость для воздуха, n – число раз замены воздуха.

Qв = 6 х 40 х 867,4 х 1,005 = 209217 кДж;

  1. Теперь надо перевести в Квт ч. Так как в одном киловатт-часе 3600 килоджоулей, то 209217 кДж = 58,11 кВт ч

Некоторые методики расчета предлагают взять потери тепла на вентиляцию от 10 до 40 процентов общих теплопотерь, не высчитывая их по формулам.

Для облегчения расчетов теплопотерь дома есть калькуляторы онлайн, где можно вычислить результат для каждой комнаты или дома целиком. В предлагаемые поля просто вводятся свои данные.

Учитывая полученные цифры, рекомендуется изучить внешнюю и внутреннюю конструкцию здания для поиска уязвимостей и принять соответствующие меры.

Расчет падения напряжения в кабеле

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/raschet-teplopoter-doma-onlajjn-kalkulyator.html

Правильный расчет теплопотерь дома

Способы расчетов теплопотерь дома

Отопление частного дома » Монтаж отопления » Расчет систем отопления

Программа для расчета

Автономные системы отопления характеризуются популярностью и неоспоримыми преимуществами. Но они ставят перед домовладельцами, решившимися на коренную перестройку своего дома или квартиры, сложную задачу — необходимость проведения множества специальных расчетов. Ведь чтобы новая инженерная сеть справилась с поставленными задачами, она должна быть правильно спроектирована.

А в основе проекта лежат расчеты мощности отопительного агрегата, количества радиаторов, метража труб и других элементов системы. Не меньшее значение имеет и правильный расчет теплопотерь. Онлайновый калькулятор теплопотерь — самый простой способ получить необходимые цифры.

Однако рассчитать количество тепла, уходящего из здания, можно и самостоятельно с помощью специальных формул и методик.

Просто о сложном — расчет по удельным характеристикам

Расчет теплопотерь легко может превратиться в настоящую головную боль. На практике рассчитать показатели можно по удельным характеристикам здания. Самое главное — помнить, что расчет ведется не по площади, а по объему здания. Также необходимо учитывать его назначение и этажность. Тепло уходит из дома через строительные ограждающие конструкции.

«Воротами», через которые теплый воздух покидает здание, являются окна, двери, стены, пол, кровля. Кроме этого, влияние оказывает дельта температур — разница между температурой воздуха внутри и снаружи дома.

Нельзя сбрасывать со счетов и климатические условия местности. Значительная часть тепла уходит через систему вентиляции.

Парадокс заключается в том, что при выполнении расчетов многие начинающие домостроители забывают учесть этот параметр и получают цифры, далекие от объективности.

Теплоизолирующие свойства ограждающих конструкций

По теплоизолирующим свойствам ограждающих конструкций выделяются две категории зданий по энергоэффективности:

  • Класс С. Отличается нормальными показателями. К этому классу относятся дома старой постройки и значительная часть новостроек в малоэтажном строительстве. Типовой кирпичный или бревенчатый дом будет иметь класс С.
  • Класс А. Эти дома имеют очень высокий показатель энергоэффективности. В их строительстве используются современные теплоизолирующие материалы. Все строительные конструкции выполнены таким образом, чтобы минимизировать потери тепла.

Зная, к какой категории относится дом, приняв во внимание климатические условия, можно начинать расчеты. Использовать для этого специальные программы или обойтись «дедовскими» методами и считать с помощью ручки и бумаги, решать владельцу дома. Коэффициент теплопередачи для ограждающих конструкций можно рассчитать табличными методами.

Зная, какие материалы были использованы для строительства и утепления дома, какие установлены стеклопакеты (сейчас на рынке немало энергосберегающих вариантов), можно найти все необходимые показатели в специальных таблицах.

Приступаем к расчетам

Основы потерь

Если верить специальной литературе и учебникам, тепло уходит из зданий и сооружений разными способами — конвекцией, излучением и т. п.

Конечно, можно учесть при подсчетах и этот параметр, но на практике такие сложности абсолютно не нужны. Достаточно использовать общие формулы. В некоторых случаях к полученному результату необходимо добавить несколько процентов.

Проводить такие расчеты значительно проще, чем углубляться в дебри узкоспециальных наук.

Сбросить со счетов можно и такие параметры, как тепло, получаемое через окна от солнечного света, поправку на ориентацию здания по сторонам света. Несколько недостающих ватт можно просто прибавить к полученным результатам. Нужны максимально точные результаты? Тогда своими силами, без специалистов, обойтись все равно не получится, даже с использованием специальных программ.

Пользуясь общими формулами, нужно помнить еще один важный момент. Помещения в доме имеют разное предназначение. Некоторые из них вообще необитаемы, например, кладовые и холлы, а значит, показатели нормальной температуры в них будут ниже, чем в жилых комнатах. При этом принцип расчета будет одинаковым, независимо от «обитаемости» комнаты.

Способ простой — «на глазок»

Как бы парадоксально это ни звучало, но простейшие расчеты можно сделать вообще без формул, методик и программ. Просто «на глаз». Для каждой местности существуют свои усредненные показатели.

Например, в климатических условиях Центрального региона для отопления 10 кв. метров площади, при высоте потолков менее 3 метров, потребуется 1 кВт мощности. Такая «усредненная комната» имеет одну наружную стену и одно окно.

В реальной комнате количество окон больше? Значит, мощностные показатели немного увеличиваются.

Такой расчет — самый грубый. Он позволяет прикинуть мощность котла и количество радиаторов. Решив считать таким способом, нужно помнить, что усредненные показатели могут не подходить для конкретного дома.

Здание плохо утеплено? Мощности котла, рассчитанной таким методом, будет недостаточно. Владелец не экономил на теплоизоляции? Котел с усредненной мощности тоже не подойдет. В лучшем случае дома будет невыносимо жарко.

Как видим, такой подсчет простой, но неперспективный.

Способ точный — теплопотери ограждающих конструкций

Соотношение потери и поступления

Более точные данные получаем другим методом. Сначала определяется площадь всех стен в доме. Из нее вычитается общая площадь оконных и дверных проемов. Отдельно определяем площадь кровли и пола. Все эти данные подставляем в формулу dQ=SxdT/R, где:

S — площадь

dT — дельта температур, или разница между температурой дома и на улице

R — сопротивление теплопередаче

Q, естественно, сами рассчитываем теплопотери и делаем расчеты для каждой ограждающей конструкции. Полученные результаты суммируем — получаем общие теплопотери. К полученной цифре добавляем потери на вентиляцию.

Такого расчета вполне достаточно, чтобы определить оптимальную мощность котла. С другой стороны, полученные этим способом данные не расскажут о том, сколько радиаторов потребуется для обеспечения тепла в каждой комнате.

Способ оптимальный — покомнатный расчет

При выполнении покомнатного расчета обязательно должна учитываться вентиляция. В соответствии со СНиП, в помещении должен обеспечиваться однократный воздухообмен за один час. На практике, такие показатели практически никогда не достигаются, но это не значит, что вентиляция не будет уносить тепло. Допустимо сокращение воздухообмена, но полностью обойтись без вентиляции нельзя.

Программное обеспечение

Расчет теплопотерь в этом случае будет выглядеть следующим образом. Для комнаты считаются потери тепла по вышеприведенной формуле.

Далее определяется объем воздуха, необходимого для того, чтобы в комнате (с учетом ее обитаемости и посещаемости) могли спокойно находиться люди. Вычисляется мощность, необходимая для нагревания этого объема воздуха до комфортной температуры.

Все полученные результаты — теплопотери стен, пола, потолка, окон, дверей, затраты на вентиляцию — суммируются, и получается реальная картина.

Аналогичные расчеты проводятся для каждого помещения, с учетом его предназначения, функционального использования, продолжительности нахождения в нем людей и других параметров. Например, кухня и ванная — это помещения с повышенной влажностью, а значит, здесь нужна хорошая вентиляция, что увеличит теплопотери.

Заключение

Рассчитав показатели для всего дома с учетом вентиляции, можно определить мощность котла. Покомнатные подсчеты помогут правильно выбрать радиаторы и количество их секций.

Для облегчения работы по проектированию системы отопления можно воспользоваться онлайн-сервисами и специальными программами.

Нужен идеально точный результат? Направляемся к специалистам, которые разработают профессиональный проект системы отопления со всеми ее особенностями.

Источник: http://GidOtopleniya.ru/montazh-otopleniya/raschet/raschet-teplopoter-doma-sposoby-7651

Способы расчетов теплопотерь дома

Способы расчетов теплопотерь дома

Каждый хозяин квартиры или загородного дома желает создать оптимальную температуру для проживания + 20 градусов. Безусловно, при таком микроклимате каждый будет чувствовать себя комфортно. Но, как известно любое здание через свои ограждения пропускает тепловую энергию.

Поэтому, при проектировании отопительной системы важно грамотно высчитать теплопотери дома.

Это объясняется тем, что при достоверно полученных данных можно будет избежать неоправданных расходах при эксплуатации отопительной системы и в то же время наслаждаться желаемым микроклиматом.

Некоторые жильцы для расчета теплопотерь пользуются простым методом. Он заключается в том, что при условии высоты потолка – 2,5 м., площадь помещения умножается на 100 Вт. (при другой высоте потолка, вводится поправочный коэффициент). Но полученный результат при этом способе настолько не достоверный, что его можно смело прировнять к нулю.

Такое утверждение объясняется тем, что на теплопотери влияют несколько важных факторов, такие как:

  • ограждающая конструкция;
  • площадь окон и вид их остекленения;
  • внутренняя температура;
  • кратность теплообмена и др.

Помимо этого даже при равных условиях значений вышеперечисленных факторов, теплопотери у маленьких домов и больших зданий будут разные. Поэтому, чтобы более точно определить теплопотери, были разработаны следующие специальные методики:

  1. Ручной подсчет. В этом случае все расчеты выполняются самостоятельно при помощи специально выведенных формул и таблиц.
  2. Онлайн — калькулятор. Здесь достаточно будет ввести все указанные данные, в вычислительную программу, после чего она самостоятельно произведет расчет и выдаст итог.

При использовании этих способов, можно будет не только достоверно рассчитать теплопотери, но и правильно подобрать отопительную систему, при использовании которой не возникнет неоправданных затрат.

расчет теплопотерь

Итак, чтобы не допустить ошибок, рассмотрим каждый вычислительный способ более подробно.

Ручной расчет теплопотерь

Чтобы рассчитать теплопотери дома ручным способом, понадобится найти значения утечки тепла через ограждающую конструкцию, вентиляцию и канализационную систему.

Теплопотери через ограждающую конструкцию

У любого здания окружающая конструкция состоит из разных слоев материала. Поэтому для более точного расчета, необходимо найти теплопотери для каждого слоя отдельно. Вычисляются они по следующей формуле – Q окр.к. = (A / D) *dT, где:

  • D – сопротивление теплового потока;
  • dT – разность наружной и внутренней температуры помещения;
  • А – площадь здания.

Все значения измеряются соответствующими приборами, а для нахождения сопротивления теплового потока, применяется формула — D = Z / Кф., где: Кф. – коэффициент теплопроводности материала (он производителями указан в паспорте материала), а Z – толщина его слоя.

Если здание состоит из нескольких этажей, посчитать ручным способом теплопотери через ограждающую конструкцию будет достаточно долго и неудобно. В связи с этим, можно будет воспользоваться следующей таблицей, где специалисты вывели средние

Данные окружающей конструкцииУличнаятемпература.°СУтечка тепла Вт
1 этаж2 этаж
Комната, у которой угол граничит с улицей.Неугловаякомната.Комната, у которой угол граничит с улицей.Неугловаякомната.
Кирпичная стена шириной — 67 см. и с внутренней отделкой. штукатурки.-25-27-29-3177848890768284867176798167727677
Кирпичная стена шириной — 54 см.с внутренней отделкой.-25-27-29-30929810310491971011028387929480889091
Деревянная стена шириной — 25 смс внутренней обшивкой.-25-27-29-3062666870616466675659616253575860
Деревянная стена шириной — 20 смс внутренней обшивкой.-25-27-29-3077848889778285877076798067737677
Каркасная стена шириной — 20 см. с утеплителем.-25-27-29-3063666971616467695659626355576062
Пенобетонная стена шириной — 20 смс внутренней отделкой.-25-27-29-3093981021059095991028889919481858991

Утечка тепла через вентиляцию

У каждого помещения через ограждающую конструкцию, циркулирует поток воздуха. Чтобы рассчитать, сколько происходит теплопотерь при вентиляции, используется формула тепловых зданий:

Qвент. = (В* Кв / 3600)* W * С *dT, где:

  • В — кубические метры длинны и ширины помещения;
  • Кв — кратность подаваемого и удаляемого воздуха помещения за 1 час;
  • W — плотность воздуха = 1,2047 кг/куб. м;
  • С — теплоемкость воздуха = 1005 Дж/кг*С.

В зданиях с паропроницаемыми ограждениями, воздухообмен происходит – 1 раз в час. У зданий, которые выполнены по «Евростандарту», кратность подаваемого и удаляемого воздуха увеличивается до – 2. Таким образом, обмен воздуха за 1 час происходит 2 раза.

Утечки тепла через канализацию

Для комфортного проживания жильцы домов нагревают воду для быта и гигиены. Также частично от окружающей среды нагревается вода в бочке и сифоне унитаза. Все полученное тепло после эксплуатации вместе с водой уходит через стоки трубопровода. Поэтому очень важно рассчитать теплопотери дома, расчет производится по следующей символической формуле:

Qкан. = (Vвод.  * T * Р * С * dT) / 3 600 000, где:

  • Vвод. — общий потребляемый кубический объем воды за 30 дней;
  • Р — плотность жидкости = 1 тонна/куб. м;
  • С — теплоемкость жидкости = 4183 Дж/кг*С;
  • 3 600 000 — величина джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.;
  • dT — разность температуры между поступающей и нагретой водой.

Подсчет dT проводится следующим образом. Допустим, при поступлении в помещение вода имеет температуру +8 градусов, после нагрева ее температура составляет + 30 градусов. Следовательно, чтобы найти разницу, нужно из 30 вычесть 8. Получившийся итог 21 градус и следует принимать за dT.

Полученные результаты теплопотерь через вентиляцию, ограждающие конструкции и канализацию необходимо сложить вместе. Получившаяся сумма и будет примерное количество теплопотерь дома.

Расчет онлайн — калькулятором

Онлайн — калькулятор – это сайт – сервис, воспользовавшись которым можно более точно, быстро и удобно произвести необходимые расчеты. Данная программа может производить не только простые, но и сложные операции над числами, выполнить действия с квадратными уравнениями, решать задачи с дробями и процентами.

Приведем наглядный пример онлайн — калькулятора для расчета теплопотерь дома.
Рассмотрев и изучив способы расчета теплопотрерь дома, рассчитать утечку тепла сможет даже новичок строительно – монтажных работ.

Выбор метода зависит от индивидуальных предпочтений потребителя.

Но как показала практика, лучше воспользоваться онлайн – калькулятором, так как программа не только может рассчитать теплопотери, но и подсказать какой строительный материал и обогревающая система оптимально подойдет для здания.

Источник: https://tepliepol.ru/voprosy-i-rekomendatsii/uteplenie-pola/sposoby-raschetov-teplopoter-doma

Расчет теплопотерь: методики, формулы, пример

Способы расчетов теплопотерь дома

Первый шаг в организации отопления частного дома — расчет теплопотерь.

Цель этого расчета — выяснить, сколько тепла уходит наружу сквозь стены, полы, кровлю и окна (общее название — ограждающие конструкции) при самых суровых морозах в данной местности.

Зная, как рассчитать теплопотери по правилам, можно получить довольно точный результат и приступить к подбору источника тепла по мощности.

Базовые формулы

Чтобы получить более-менее точный результат, необходимо выполнять вычисления по всем правилам, упрощенная методика (100 Вт теплоты на 1 м² площади) здесь не подойдет. Общие потери теплоты зданием в холодное время года складываются из 2 частей:

  • теплопотерь через ограждающие конструкции;
  • потерь энергии, идущей на нагрев вентиляционного воздуха.

Базовая формула для подсчета расхода тепловой энергии через наружные ограждения выглядит следующим образом:

Q = 1/R х (tв — tн) х S х (1+ ∑β). Здесь:

  • Q — количество тепла, теряемого конструкцией одного типа, Вт;
  • R — термическое сопротивление материала конструкции, м²°С / Вт;
  • S — площадь наружного ограждения, м²;
  • tв — температура внутреннего воздуха, °С;
  • tн — наиболее низкая температура окружающей среды, °С;
  • β — добавочные теплопотери, зависящие от ориентации здания.

Термическое сопротивление стен либо кровли здания определяется исходя из свойств материала, из которого они сделаны, и толщины конструкции. Для этого используется формула R = δ / λ, где:

  • λ — справочное значение теплопроводности материала стены, Вт/(м°С);
  • δ — толщина слоя из этого материала, м.

Если стена возведена из 2 материалов (например, кирпич с утеплителем из минваты), то термическое сопротивление рассчитывается для каждого из них, а результаты суммируются. Уличная температура выбирается как по нормативным документам, так и по личным наблюдениям, внутренняя — по необходимости. Добавочные теплопотери — это коэффициенты, определенные нормами:

  1. Когда стена либо часть кровли повернута на север, северо-восток или северо-запад, то β = 0,1.
  2. Если конструкция обращена на юго-восток или запад, β = 0,05.
  3. β = 0, когда наружное ограждение выходит на южную или юго-западную сторону.

Порядок выполнения вычислений

Чтобы учесть все тепло, уходящее из дома, необходимо сделать расчет теплопотерь помещения, причем каждого по отдельности. Для этого производятся замеры всех ограждений, соседствующих с окружающей средой: стен, окон, крыши, пола и дверей.

Важный момент: обмеры следует выполнять по внешней стороне, захватывая углы строения, иначе расчет теплопотерь дома даст заниженный расход тепла.

Окна и двери измеряются по проему, который они заполняют.

По результатам замеров рассчитывается площадь каждой конструкции и подставляется в первую формулу (S, м²). Туда же вставляется значение R, полученное делением толщины ограждения на коэффициент теплопроводности строительного материала. В случае с новыми окнами из металлопластика величину R вам подскажет представитель фирмы-установщика.

В качестве примера стоит провести расчет теплопотерь через ограждающие стены из кирпича толщиной 25 см, площадью 5 м² при температуре окружающей среды -25°С.

Предполагается, что внутри температура составит +20°С, а плоскость конструкции обращена к северу (β = 0,1). Сначала нужно взять из справочной литературы коэффициент теплопроводности кирпича (λ), он равен 0,44 Вт/(м°С).

Затем по второй формуле вычисляется сопротивление передаче тепла кирпичной стены 0,25 м:

R = 0,25 / 0.44 = 0,57 м²°С / Вт

Чтобы определить теплопотери помещения с этой стенкой, все исходные данные надо подставить в первую формулу:

Q = 1 / 0,57 х (20 — (-25)) х 5 х (1 + 0,1) = 434 Вт = 4.3 кВт

Если в комнате имеется окно, то после вычисления его площади следует таким же образом определить теплопотери сквозь светопрозрачный проем. Такие же действия повторяются относительно полов, кровли и входной двери. В конце все результаты суммируются, после чего можно переходить к следующему помещению.

Учет тепла на подогрев воздуха

Выполняя расчет теплопотерь здания, важно учесть количество тепловой энергии, расходуемой системой отопления на подогрев вентиляционного воздуха. Доля этой энергии достигает 30% от общих потерь, поэтому игнорировать ее недопустимо. Рассчитать вентиляционные теплопотери дома можно через теплоемкость воздуха с помощью популярной формулы из курса физики:

Qвозд = cm (tв — tн). В ней:

  • Qвозд — тепло, расходуемое системой отопления на прогрев приточного воздуха, Вт;
  • tв и tн — то же, что в первой формуле, °С;
  • m — массовый расход воздуха, попадающего в дом снаружи, кг;
  • с — теплоемкость воздушной смеси, равна 0.28 Вт / (кг °С).

Здесь все величины известны, кроме массового расхода воздуха при вентиляции помещений. Чтобы не усложнять себе задачу, стоит согласиться с условием, что воздушная среда обновляется во всем доме 1 раз в час.

Тогда объемный расход воздуха нетрудно посчитать путем сложения объемов всех помещений, а затем нужно перевести его в массовый через плотность.

Поскольку плотность воздушной смеси меняется в зависимости от его температуры, нужно взять подходящее значение из таблицы:

Температура воздушной смеси, ºС— 25— 20— 15— 10— 50+ 5+ 10
Плотность, кг/м31,4221,3941,3671,3411,3161,2901,2691,247

Пример. Необходимо просчитать вентиляционные теплопотери здания, куда поступает 500 м³ в час с температурой -25°С, внутри поддерживается +20°С. Сначала определяется массовый расход:

m = 500 х 1,422 = 711 кг/ч

Подогрев такой массы воздуха на 45°С потребует такого количества теплоты:

Qвозд = 0.28 х 711 х 45 = 8957 Вт, что примерно равно 9 кВт.

По окончании расчетов результаты тепловых потерь сквозь наружные ограждения суммируются с вентиляционными теплопотерями, что дает общую тепловую нагрузку на систему отопления здания.

Представленные методики вычислений можно упростить, если формулы ввести в программу Excel в виде таблиц с данными, это существенно ускорит проведение расчета.

Источник: http://pikucha.ru/otoplenie/proektirovanie/raschet-teplopoter.html

Как рассчитать теплопотери загородного дома

Способы расчетов теплопотерь дома

Предисловие

Тепловые потери дома – процесс, увы, неизбежный. Чтобы свести его к минимуму, существует формула расчета теплопотерь, используя которую можно продумать мощность будущей отопительной системы здания.

Тепловые потери дома – процесс, увы, неизбежный. Чтобы свести его к минимуму, существует формула расчета теплопотерь, используя которую можно продумать мощность будущей отопительной системы здания.

В этой формуле учитываются коэффициент теплопередачи, площадь стен, сопротивление теплопередаче, а также коэффициент уменьшения.

Перед тем как посчитать теплопотери дома, ознакомьтесь с предложенными ниже таблицами.

Чтобы в новом доме всегда было тепло, можно заранее рассчитать тепловые потери здания во всех его помещениях. Специальные формулы учитывают «утечку» тепла через перекрытия и стены. С их помощью можно выяснить мощность будущей отопительной установки, которая смогла бы полностью компенсировать эти потери и давала желаемые 20 °С во всех комнатах.

Известно, что теплопотери загородного дома зависят от архитектурных особенностей здания и от свойств материалов, из которых изготовлены стены и крыша. Если задать определенный тепловой режим, потери будут определяться величиной теплового потока (ккал/ч).

Чтобы получить экономически выгодную тепловую нагрузку на отопительную установку, необходимо сделать правильный выбор строительных материалов и грамотно продумать планировку здания. Влияние на теплопотери в частном доме оказывает и ветровая нагрузка.

Следовательно, дома, находящиеся на открытой местности, будут потреблять тепло в большем количестве по сравнению с теми зданиями, которые защищены от ветра. Влияние ветра также учитывается в формуле расчета теплопотерь.

Формула расчета теплопотерь частного дома

Суммарные тепловые потери вычисляются по формуле из основных и добавочных теплопотерь (с округлением до 10 Вт).

Q = К х F х 1/R х (tв- tн) х n .

В формуле теплопотери используются следующие величины:

  • К — коэффициент теплопередачи (таблица «К — коэффициент теплопередачи»);
  • F — площадь стен (в м2);
  • R — сопротивление теплопередаче (ккал/м2 х ч х °C);
  • tв и tп — температура внутри и снаружи помещения;
  • n — коэффициент уменьшения, учитывает теплопотери в зависимости от типа ограждений (таблица « n — коэффициент уменьшения»).

Значения R отличаются в зависимости от вида ограждающих конструкций (таблица « Значения R0 и 1/R0»).

Таблицы для расчета тепловых потерь дома

Таблица «К — коэффициент теплопередачи»:

Конструкция

Толщина конструкции, мм

К, Вт/ (м2 х °С)

Кирпичная стена (на холодном растворе с внутренней штукатуркой) толщинойв 1,5 кирпича3951,5
в 2 кирпича5251,24
в 2,5 кирпича6551,04
Рубленые деревянные стены из бревен диаметром, мм2001601,02
2402000,85
Брусчатые деревянные стены1501,0
2000,76
Чердачное деревянное перекрытие1001,0
Двойные окна2,68
Двойные двери2,33

Таблица « n — коэффициент уменьшения»:

Наименование ограждения

n

Полы на грунте и лагах1,0
Чердачные перекрытия при стальной, черепичной или асбестоцементной кровлях при разреженной обрешетке и бесчердачные покрытия с венти­лируемыми продухами0,9
То же для перекрытий по сплошному настилу0,8
Чердачные перекрытия при кровлях из рулонных материалов0,75
Ограждения, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, сообщающиеся с наружным воздухом0,7
Ограждения, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, не сообщающиеся с наружным воздухом0,4
Перекрытия над подпольями, расположенными ниже уровня земли0,4
Перекрытия над подпольями, расположенными выше уровня земли0,75
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами, расположенными ниже уровня грунта или выступающие на высоту до 1 м0,6

Таблица « Значения R0 и 1/R0»:

Конструкция

Толщина

R0, ккал/(м2 х ч х °С)

1/R0, ккал/ (м2 х ч х °С)

в кирпичах

в мм

Стены
Сплошная кладка из обыкновенного кир­пича0,51350,382,64
12650,571,76
1,53950,761,32
25250,941,06
2,56551,130,89
Сплошная кладка из обыкновенного кирпича с воздушной прослойкой ( = 50 мм) в перевязку через каж­дые 6 рядов1,54350,91,11
25651,090,92
2,56951,280,78
Сплошная кладка из дырчатого кирпича1,53950,891,12
25251,20,89
2,56551,40,71
Кирпичная кладка с термоизоляционной засыпкой1,53951,030,97
25251,490,67
Деревянные рубленые2001,330,75
2201,450,68
2401,560,64
Брусчатые1501,180,85
1801,280,78
2001,320,76
Чердачные перекрытия
Железо-бетонные из сборных ребристых плит с утеплителем1000,691,45
1500,891,12
2001,090,92
2501,290,77

Перед тем как рассчитать теплопотери дома , помните, что добавочные потери тепла зависят от расположения здания на местности, от ориентации стен по сторонам света, скорости ветра и инфильтрации.

Если конструктивные элементы дома обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, дополнительные потери составят 10 %, а если на запад или на юго-восток — 5 %.

Расход тепла для нагрева воздуха в помещении можно найти по формуле: Q = F(пл.) х (tв — tн).

В ней используются величины:

  • F — площадь пола помещения (в м2);
  • tв- tн — внутренняя и наружная температура.

Помимо вышеизложенных вычислений, следует уменьшить теплопотери на величину бытовых тепловыделений. Бытовые тепловыделения определяются из расчета 21 Вт на 1 м2 площади пола.

В итоге для определения теплопроизводительности системы отопления следует: вычислить основные и дополнительные теплопотери, суммировать их и вычесть величину, которая характеризует бытовые тепловыделения.

Удельные тепловые потери здания

Существует много способов расчета тепловых потерь здания, один из них – в предложенной ниже таблице.

Таблица « Удельные тепловые потери для основных охлаждающихся поверхностей в жилых зданиях»:

Вид стен и охлаждающихся поверхностей

Количество теряемого тепла (Вт/ккал/ч) через 1 м2 поверхности стен по внутреннему обмеру помещения при средней температуре наиболее холодной пятидневки (°С)

24-25

25-26

28-29

30-31

Кирпичная стена толщиной в три с половиной кирпича (93 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения61/5366/5769/6071/61
Смежные с другими помещения55/4859/5161/5364/55
Угловые помещения54/4758/5061/5362/54
Смежные с другими помещения50/4352/4554/4755/48
Кирпичная стена толщиной в три кирпича (80 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения66/5771/6174/6475/65
Смежные с другими помещения64/5567/5871/6172/62
Угловые помещения61/5365/5668/5969/60
Смежные с другими помещения56/4960/5262/5463/55
Кирпичная стена толщиной в два с половиной кирпича (67 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения75/6582/7186/7488/76
Смежные с другими помещения74/6480/6982/7184/73
Угловые помещения69/6074/6477/6779/68
Смежные с другими помещения65/5771/6174/6475/65
Кирпичная стена толщиной в два кирпича (54 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения90/7896/83101/87103/89
Смежные с другими помещения89/7795/82100/86101/87
Угловые помещения81/7087/7590/7893/80
Смежные с другими помещения79/6886/7488/7690/78
Деревянная рубленая стена из бревен, оштукатуренная с одной стороны, толщиной 20 см
Угловые помещения77/6782/7187/7588/76
Смежные с другими помещения75/9580/6983/7286/74
Угловые помещения68/5974/6477/6779/69
Смежные с другими помещения66/5772/6274/6476/66
Деревянная рубленая стена из бревен, оштукатуренная с одной стороны, толщиной 25 см
Угловые помещения60/5265/5667/5869/60
Смежные с другими помещения59/5162/5466/5767/58
Угловые помещения54/4758/5060/5261/53
Смежные и другие помещения53/4656/4959/5160/52
Деревянная брусковая стена, оштукатуренная с одной стороны, общей толщиной 12 см
Угловые помещения/75/80/84/86
Смежные с другими помещения/73/78/82/84
Угловые помещения/67/71/74/76
Смежные с другими помещения/65/70/73/75
Деревянная брусковая стена, оштукатуренная с одной стороны, общей толщиной 20 см
Угловые помещения/47/50/52/53
Смежные с другими помещения/46/49/51/52
Угловые помещения/42/45/46/47
Смежные с другими помещения/41/44/46/47
Окна с двойным остеклением (пере­плетами) и балконные двери/100/103/112/115
Чердачное перекрытие/26/28/29/30
Деревянные утепленные полы над подвалом или подпольем/19/21/22/23

Тепловые потери зависят от многих факторов: теплонепроницаемости дверей, окон, стен, перекрытий и уличной температуры. Правильно выбранная печь должна соответствовать средней часовой теплоотдаче и такой же теплопотере.

Источник: http://www.stroy-dom.net/?p=4031

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.