Straty ciepła przez otaczające konstrukcje. Idealny dom: obliczanie strat ciepła w domu Straty ciepła w sezonie grzewczym Dopuszczalne wartości dla budynku mieszkalnego

Zaprojektowanie systemu grzewczego „na oko” najprawdopodobniej może prowadzić albo do nieuzasadnionego wzrostu kosztów jego eksploatacji, albo do niedogrzania domu.

Aby zapobiec jednemu lub drugiemu, należy przede wszystkim poprawnie obliczyć straty ciepła w domu.

I dopiero na podstawie uzyskanych wyników dobierana jest moc kotła i grzejników. Nasza rozmowa skupi się na tym, jak dokonuje się tych obliczeń i co należy wziąć pod uwagę.

Autorzy wielu artykułów ograniczają obliczenia strat ciepła do jednego proste działanie: Proponuje się pomnożyć powierzchnię ogrzewanego pomieszczenia przez 100 W. Jedyny warunek postawiony w tym przypadku dotyczy wysokości sufitu - powinna ona wynosić 2,5 m (w przypadku innych wartości proponuje się wprowadzenie współczynnika korygującego).

W rzeczywistości takie obliczenia są tak przybliżone, że liczby uzyskane za ich pomocą można bezpiecznie zrównać z „wziętymi z powietrza”. Przecież na konkretną wielkość strat ciepła wpływa wiele czynników: materiał otaczających konstrukcji, temperatura zewnętrzna, powierzchnia i rodzaj przeszklenia, współczynnik wymiany powietrza itp.

Straty ciepła w domu

Co więcej, nawet w przypadku domów o różnych powierzchniach ogrzewanych, przy wszystkich innych czynnikach, jego wartość będzie inna: w mały dom- więcej, w dużych - mniej. W ten sposób objawia się prawo sześcianu kwadratowego.

Dlatego niezwykle ważne jest, aby właściciel domu opanował dokładniejszą metodę określania strat ciepła. Ta umiejętność pozwoli Ci nie tylko dobrać sprzęt grzewczy optymalna moc, ale także do oceny na przykład efektu ekonomicznego izolacji.

W szczególności będzie można zrozumieć, czy żywotność izolatora cieplnego przekroczy okres zwrotu.

Pierwszą rzeczą, którą musi zrobić wykonawca, jest rozłożenie całkowitej straty ciepła na trzy składniki:
straty przez otaczające konstrukcje;
spowodowane pracą systemu wentylacyjnego;

związane ze zrzutem podgrzanej wody do kanalizacji.

Przyjrzyjmy się szczegółowo każdej z odmian. Izolacja bazaltowa

jest popularnym izolatorem ciepła, ale krążą pogłoski o jego szkodliwości dla zdrowia ludzkiego. i bezpieczeństwo środowiska.

Jak prawidłowo zaizolować ściany mieszkania od wewnątrz, nie uszkadzając konstrukcji budynku, przeczytaj. Zimny dach zimny dach i które materiały są najskuteczniejsze.

Obliczanie strat ciepła

Oto jak wykonać obliczenia:

Straty ciepła przez przegrody budowlane

Dla każdego materiału zawartego w przegrodzie budynku, w księdze referencyjnej lub paszporcie dostarczonym przez producenta, znajdujemy wartość współczynnika przewodzenia ciepła Kt (jednostka miary - W/m*stopień).

Dla każdej warstwy otaczających struktur definiujemy opór cieplny według wzoru: R = S/Kt, gdzie S jest grubością tej warstwy, m.

W przypadku konstrukcji wielowarstwowych rezystancje wszystkich warstw należy dodać do siebie.

Straty ciepła dla każdej konstrukcji wyznaczamy za pomocą wzoru Q = (A/R) *dT,

A to powierzchnia otaczającej konstrukcji, mkw. M;
dT - różnica między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną.
dT należy wyznaczyć dla najzimniejszego pięciodniowego okresu.

Straty ciepła przez wentylację

W tej części obliczeń konieczna jest znajomość kursu wymiany powietrza.

W budynki mieszkalne, zbudowany zgodnie ze standardami krajowymi (ściany są paroprzepuszczalne), jest równy jedności, czyli cała objętość powietrza w pomieszczeniu musi zostać wymieniona w ciągu godziny.

W domach budowanych w technologii europejskiej (norma DIN), w których ściany wyłożone są od wewnątrz paroizolacją, współczynnik wymiany powietrza należy zwiększyć do 2. Oznacza to, że za godzinę powietrze w pomieszczeniu powinno zostać odnowione dwukrotnie.

Stratę ciepła przez wentylację określamy korzystając ze wzoru:

Qv = (V*Kv / 3600) * p * s * dT,

V - objętość pomieszczenia, metry sześcienne. M;
Kv - kurs wymiany powietrza;
P - gęstość powietrza, przyjęta jako równa 1,2047 kg/metr sześcienny. M;
C - ciepło właściwe powietrza, przyjęte jako równe 1005 J/kg*C.

Powyższe obliczenia pozwalają nam określić moc, jaką powinien mieć generator ciepła systemu grzewczego. Jeśli okaże się, że jest za wysoka, możesz wykonać następujące czynności:

obniżyć wymagania dotyczące poziomu komfortu, to znaczy ustawić żądaną temperaturę w najzimniejszym okresie na minimalnym poziomie, powiedzmy 18 stopni;
na okres ekstremalnie zimno zmniejszyć współczynnik wymiany powietrza: minimalna dopuszczalna wydajność wentylacja nawiewna wynosi 7 cu. m/h na każdego mieszkańca domu;
zapewnić organizację wentylacja nawiewno-wywiewna z rekuperatorem.

Należy pamiętać, że rekuperator przydaje się nie tylko zimą, ale także latem: w czasie upałów pozwala zaoszczędzić chłód wytwarzany przez klimatyzator, choć w tym czasie nie działa tak efektywnie, jak podczas zimnej pogody.

Projektując dom, najlepiej przeprowadzić podział na strefy, czyli przypisać każdemu pomieszczeniu własną temperaturę w oparciu o wymagany komfort.

Przykładowo w pokoju dziecka czy pokoju osoby starszej temperatura powinna wynosić około 25 stopni, natomiast w salonie wystarczą 22 stopnie. Na podeście lub w pomieszczeniu, w którym rzadko pojawiają się mieszkańcy lub w którym znajdują się źródła wytwarzania ciepła, temperaturę projektową można z reguły ograniczyć do 18 stopni.

Oczywiście liczby uzyskane w tych obliczeniach dotyczą tylko bardzo krótkiego okresu - najzimniejszego okresu pięciu dni. Aby określić całkowite zużycie energii w zimnych porach roku, należy obliczyć parametr dT, biorąc pod uwagę nie najniższą, ale średnią temperaturę. Następnie musisz wykonać następujące czynności:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,
W to ilość energii wymagana do uzupełnienia strat ciepła przez przegrody budowlane i wentylację, kWh;

N to liczba dni w sezonie grzewczym.

Obliczenia te będą jednak niekompletne, jeśli nie zostaną uwzględnione straty ciepła do kanalizacji.

Aby wykonać zabiegi higieniczne i umyć naczynia, mieszkańcy domu podgrzewają wodę, a wytworzone ciepło trafia do rury kanalizacyjnej.

Ale w tej części obliczeń należy wziąć pod uwagę nie tylko bezpośrednie podgrzewanie wody, ale także ogrzewanie pośrednie - ciepło odbiera woda w zbiorniku toalety i syfonie, która jest również odprowadzana do kanalizacji.

Na tej podstawie przyjmuje się, że średnia temperatura podgrzewania wody wynosi zaledwie 30 stopni. Straty ciepła przez kanalizację obliczamy według następującego wzoru:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,
Vв - miesięczna wielkość zużycia wody bez podziału na ciepłą i zimną, metry sześcienne. m/miesiąc;
P to gęstość wody, przyjmujemy p = 1000 kg/sześcienną. M;
C to pojemność cieplna wody, przyjmujemy c = 4183 J/kg*C;
dT - różnica temperatur. Biorąc pod uwagę, że woda dopływowa zimą ma temperaturę około +7 stopni i zgodziliśmy się przyjąć, że średnia temperatura podgrzewanej wody jest równa 30 stopni, powinniśmy przyjąć dT = 23 stopnie.

3 600 000 - liczba dżuli (J) w 1 kWh.

Przykład obliczenia strat ciepła w domu

Obliczmy straty ciepła 2-piętrowego budynku o wysokości 7 m i wymiarach 10x10 m w rzucie.

Ściany o grubości 500 mm zbudowane są z ciepłej ceramiki (Kt = 0,16 W/m*C), ocieplone od zewnątrz wełną mineralną o grubości 50 mm (Kt = 0,04 W/m*C).

Dom posiada 16 okien o powierzchni 2,5m2. M.

Temperatura zewnętrzna w najzimniejszym pięciodniowym okresie wynosi -25 stopni.

Wewnątrz domu należy zapewnić temperaturę +23 stopni.

Zużycie wody - 15 metrów sześciennych. m/miesiąc

Czas trwania okresu grzewczego wynosi 6 miesięcy.

Określamy straty ciepła przez otaczające konstrukcje (na przykład rozważymy tylko ściany)

Odporność termiczna:

materiał bazowy: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 m2 m*S/W;
izolacja: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 m2 m*S/W.

To samo dla całej ściany: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 m2. m*S/W.

Określamy powierzchnię ścian: A = 10 x 4 x 7 – 16 x 2,5 = 240 mkw. M.

Straty ciepła przez ściany będą wynosić:

Qс = (240 / 4,375) * (23 – (-25)) = 2633 W.

W podobny sposób obliczane są straty ciepła przez dach, podłogę, fundament, okna i drzwi wejściowe, po czym wszystkie uzyskane wartości są sumowane.

Producenci zazwyczaj podają odporność termiczną drzwi i okien w karcie katalogowej produktu.

Straty ciepła przez wentylację

Należy pamiętać, że przy obliczaniu strat ciepła przez podłogę i fundament (jeśli jest piwnica) różnica temperatur dT będzie znacznie mniejsza, ponieważ w jej obliczeniach uwzględnia się nie temperaturę powietrza, ale temperaturę gleby, która jest znacznie wyższa w zima.

Określamy objętość powietrza w pomieszczeniu (aby uprościć obliczenia, nie bierze się pod uwagę grubości ścian):

V = 10x10x7 = 700 metrów sześciennych M.

Przyjmując współczynnik wymiany powietrza Kv = 1, wyznaczamy straty ciepła:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 W.

Wentylacja w domu

Straty ciepła przez kanalizację

Biorąc pod uwagę fakt, że mieszkańcy zużywają 15 metrów sześciennych. m wody miesięcznie, a okres rozliczeniowy wynosi 6 miesięcy, straty ciepła przez kanalizację wyniosą:

Qk = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 kWh Jeśli nie mieszkasz wiejski dom

Zimą, poza sezonem lub w chłodne lato nadal konieczne jest jego podgrzanie. w tym przypadku może być najodpowiedniejszy.

Możesz przeczytać o przyczynach spadku ciśnienia w instalacji grzewczej. Rozwiązywanie problemów.

Oszacowanie całkowitego zużycia energii

Aby oszacować całą wielkość zużycia energii w okresie grzewczym, konieczne jest ponowne obliczenie strat ciepła przez wentylację i konstrukcje otaczające, biorąc pod uwagę średnią temperaturę, to znaczy dT nie będzie wynosić 48, ale tylko 28 stopni.

Wtedy średnie straty mocy przez ściany będą wynosić:

Qс = (240 / 4,375) * (23 – (-5)) = 1536 W.

Załóżmy, że przez dach, podłogę, okna i drzwi tracimy dodatkowo średnio 800 W, wówczas całkowita średnia moc strat ciepła przez przegrodę budynku wyniesie Q = 1536 + 800 = 2336 W.

Średnia szybkość utraty ciepła przez wentylację będzie wynosić:

Następnie przez cały okres będziesz musiał wydać na ogrzewanie:

W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 kWh.

Do tej wartości należy dodać 2405 kWh strat w kanalizacji, tak aby całkowite zużycie energii w okresie grzewczym wyniosło 41616 kWh.

Jeśli jako nośnik energii wykorzystany zostanie tylko gaz, od 1 metra sześciennego. m z czego można uzyskać 9,45 kWh ciepła, wówczas potrzeba będzie 41616 / 9,45 = 4404 metrów sześciennych. M.

Wideo na ten temat

Poniżej znajduje się całkiem prosty sposób obliczenia strat ciepła budynków, co jednak pomoże dokładnie określić moc potrzebną do ogrzania Twojego magazynu, centrum handlowe lub inny podobny budynek. Dzięki temu już na etapie projektowania możliwe będzie wstępne oszacowanie kosztów urządzeń grzewczych i późniejszych kosztów ogrzewania oraz, w razie potrzeby, dostosowanie projektu.

Gdzie ucieka ciepło? Ciepło ucieka przez ściany, podłogi, dachy i okna. Ponadto straty ciepła powstają podczas wietrzenia pomieszczeń. Aby obliczyć straty ciepła przez przegrody budowlane, należy skorzystać ze wzoru:

Q – straty ciepła, W

S – powierzchnia konstrukcji, m2

T – różnica temperatur pomiędzy powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym, °C

R – wartość oporu cieplnego konstrukcji, m2°C/W

Schemat obliczeń jest następujący: obliczamy straty ciepła poszczególnych elementów, sumujemy i dodajemy straty ciepła podczas wentylacji. Wszystko.

Załóżmy, że chcemy obliczyć straty ciepła dla obiektu pokazanego na rysunku. Wysokość budynku wynosi 5...6 m, szerokość - 20 m, długość - 40 m, a trzydzieści okien ma wymiary 1,5 x 1,4 metra. Temperatura pokojowa 20°C, temperatura zewnętrzna -20°C.

Obliczamy obszary otaczających konstrukcji:

podłoga: 20 m * 40 m = 800 m2

dach: 20,2 m * 40 m = 808 m2

okna: 1,5 m * 1,4 m * 30 szt. = 63 m2

ściany:(20 m + 40 m + 20 m + 40 m) * 5 m = 600 m2 + 20 m2 (księgowo dach dwuspadowy) = 620 m2 – 63 m2 (okna) = 557 m2

Przyjrzyjmy się teraz oporowi termicznemu zastosowanych materiałów.

Wartość oporu cieplnego można pobrać z tabeli oporów cieplnych lub obliczyć na podstawie wartości współczynnika przewodzenia ciepła, korzystając ze wzoru:

R – opór cieplny, (m2*K)/W

? – współczynnik przewodności cieplnej materiału, W/(m2*K)

d – grubość materiału, m

Wartość współczynników przewodzenia ciepła dla różne materiały możesz zobaczyć.

podłoga: wylewka betonowa 10 cm oraz wełnę mineralną o gęstości 150 kg/m3. Grubość 10 cm.

R (beton) = 0,1 / 1,75 = 0,057 (m2*K)/W

R (wełna mineralna) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (m2*K)/W

R (podłoga) = R (beton) + R (wełna mineralna) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (m2*K)/W

dach:

R (dach) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W

okna: Wartość oporu cieplnego okien zależy od rodzaju zastosowanego okna zespolonego
R (okna) = 0,40 (m2*K)/W dla szkła jednokomorowego 4–16–4 przy T = 40°C

ściany: panele z wełna mineralna Grubość 15cm
R (ściany) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W

Obliczmy straty ciepła:

Q (podłoga) = 800 m2 * 20 °C / 2,76 (m2*K)/W = 5797 W = 5,8 kW

Q (dach) = 808 m2 * 40°C / 4,05 (m2*K)/W = 7980 W = 8,0 kW

Q (okna) = 63 m2 * 40°C / 0,40 (m2*K)/W = 6300 W = 6,3 kW

Q (ściany) = 557 m2 * 40°C / 4,05 (m2*K)/W = 5500 W = 5,5 kW

Ustalamy, że całkowita strata ciepła przez otaczające konstrukcje będzie wynosić:

Q (ogółem) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 kW/h

Teraz o stratach wentylacyjnych.

Aby ogrzać 1 m3 powietrza od temperatury – 20°C do + 20°C potrzeba 15,5 W.

Q(1 m3 powietrza) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 W, tutaj 1,4 to gęstość powietrza (kg/m3), 1,0 to ciepło właściwe powietrza (kJ/(kg K)), 3,6 – współczynnik konwersji na waty.

Pozostaje określić ilość potrzebnego powietrza. Uważa się, że podczas normalnego oddychania człowiek potrzebuje 7 m3 powietrza na godzinę. Jeśli wykorzystujesz budynek jako magazyn i pracuje w nim 40 osób, to musisz ogrzać 7 m3 * 40 osób = 280 m3 powietrza na godzinę, będzie to wymagało 280 m3 * 15,5 W = 4340 W = 4,3 kW. A jeśli masz supermarket i średnio na terytorium jest 400 osób, wówczas ogrzewanie powietrza będzie wymagało 43 kW.

Wynik końcowy:

Do ogrzania projektowanego budynku wymagana jest instalacja grzewcza o mocy około 30 kW/h oraz instalacja wentylacyjna o wydajności 3000 m3/h z mocą nagrzewnicy 45 kW/h.

Każdy budynek, niezależnie od cechy konstrukcyjne, przeskakuje energia cieplna przez płoty. Straty ciepła w środowisko wymaga renowacji za pomocą systemu grzewczego. Suma strat ciepła przy znormalizowanej rezerwie to wymagana moc źródła ciepła ogrzewającego dom. Do tworzenia w domu komfortowe warunki, obliczenia strat ciepła są wykonywane z uwzględnieniem różne czynniki: układ budynku i rozkład pomieszczeń, orientacja względem kierunków świata, kierunek wiatru i średnio łagodny klimat w okresie zimnym, właściwości fizyczne materiałów budowlanych i termoizolacyjnych.

Na podstawie wyników obliczeń termotechnicznych wybiera się kocioł grzewczy, określa się liczbę sekcji akumulatorów, oblicza moc i długość ogrzewanych rur podłogowych, wybiera się generator ciepła dla pomieszczenia - ogólnie dowolna jednostka co kompensuje straty ciepła. W zasadzie konieczne jest określenie strat ciepła, aby oszczędnie ogrzać dom - bez nadmiernych rezerw mocy systemu grzewczego. Obliczenia są wykonywane ręcznie lub wybierz odpowiedni program komputerowy, do którego wstawisz dane.

Jak wykonać obliczenia?

Na początek warto poznać technikę manualną, aby zrozumieć istotę procesu. Aby dowiedzieć się, ile ciepła traci dom, straty w każdej przegrodzie budynku są określane osobno, a następnie sumowane. Obliczenia przeprowadzane są etapami.

1. Stwórz bazę danych wyjściowych dla każdego pomieszczenia, najlepiej w formie tabeli. Pierwsza kolumna rejestruje wstępnie obliczoną powierzchnię bloków drzwi i okien, ścian zewnętrznych, sufitów i podłóg. W drugiej kolumnie wpisuje się grubość konstrukcji (są to dane projektowe lub wyniki pomiarów). W trzecim - współczynniki przewodności cieplnej odpowiednich materiałów. Tabela 1 zawiera standardowe wartości, które będą potrzebne w dalszych obliczeniach:

Im wyższe λ, tym więcej ciepła traci się przez metrową grubość danej powierzchni.

2. Wyznacz opór cieplny każdej warstwy: R = v/ λ, gdzie v to grubość materiału budowlanego lub termoizolacyjnego.

3. Oblicz straty ciepła każdego z nich element konstrukcyjny według wzoru: Q = S*(T w -T n)/R, gdzie:

Tn – temperatura zewnętrzna, °C;
T in – temperatura wewnętrzna, °C;
S – powierzchnia, m2.

Oczywiście w sezonie grzewczym pogoda jest zmienna (na przykład temperatura waha się od 0 do -25°C), a dom jest ogrzewany do pożądanego poziomu komfortu (na przykład do +20°C). Wtedy różnica (T w -T n) waha się od 25 do 45.

Do obliczeń potrzebna jest średnia różnica temperatur dla całości sezon grzewczy. Aby to zrobić, w SNiP 23-01-99 „Klimatologia budynków i geofizyka” (tabela 1) określa się średnią temperaturę okresu grzewczego dla konkretnego miasta. Na przykład dla Moskwy liczba ta wynosi -26°. W tym przypadku średnia różnica wynosi 46°C. Aby określić zużycie ciepła przez każdą konstrukcję, sumuje się straty ciepła wszystkich jej warstw. Tak więc w przypadku ścian brane są pod uwagę tynk, materiał murowy, zewnętrzna izolacja termiczna i okładziny.

4. Oblicz całkowitą stratę ciepła, definiując ją jako sumę Q ściany zewnętrzne, podłogi, drzwi, okna, sufity.

5. Wentylacja. Do wyniku dodawania dodaje się od 10 do 40% strat infiltracyjnych (wentylacyjnych). Jeśli zainstalujesz w domu wysokiej jakości okna z podwójnymi szybami i nie nadużywasz wentylacji, współczynnik infiltracji można przyjąć jako 0,1. Niektóre źródła podają, że budynek w ogóle nie traci ciepła, gdyż nieszczelności są kompensowane przez promieniowanie słoneczne i emisję ciepła z gospodarstw domowych.

Liczenie ręczne

Dane początkowe. Parterowy dom powierzchnia 8x10 m, wysokość 2,5 m. Ściany mają grubość 38 cm i są wykonane z cegły ceramiczne od wewnątrz wykończona warstwą tynku (grubość 20 mm). Podłoga wykonana jest z 30mm deski krawędziowe, ocieplony wełną mineralną (50 mm), pokryty płytą wiórową (8 mm). Budynek jest podpiwniczony, temperatura panująca w zimie wynosi 8°C. Strop pokryty jest panelami drewnianymi i ocieplony wełną mineralną (grubość 150 mm). Dom posiada 4 okna 1,2x1m, dębowe drzwi wejściowe 0,9x2x0,05m.

Zadanie: określ całkowitą utratę ciepła w domu w oparciu o założenie, że znajduje się on w obwodzie moskiewskim. Średnia różnica temperatur w sezonie grzewczym wynosi 46°C (jak wspomniano wcześniej). W pomieszczeniu i piwnicy występuje różnica temperatur: 20 – 8 = 12°C.

1. Straty ciepła przez ściany zewnętrzne.

Powierzchnia całkowita (minus okna i drzwi): S = (8+10)*2*2,5 – 4*1,2*1 – 0,9*2 = 83,4 m2.

Określany jest opór cieplny murarstwo i warstwa tynku:

Klad R. = 0,38/0,52 = 0,73 m2*°C/W.
sztuk R = 0,02/0,35 = 0,06 m2*°C/W.
R ogółem = 0,73 + 0,06 = 0,79 m2*°C/W.
Straty ciepła przez ściany: Q st = 83,4 * 46/0,79 = 4856,20 W.

2. Straty ciepła przez podłogę.

Powierzchnia całkowita: S = 8*10 = 80 m2.

Obliczany jest opór cieplny podłogi trójwarstwowej.

Deski R = 0,03/0,14 = 0,21 m2*°C/W.
R płyta wiórowa = 0,008/0,15 = 0,05 m2*°C/W.
Izolacja R = 0,05/0,041 = 1,22 m2*°C/W.
R łącznie = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 m2*°C/W.

Podstawiamy wartości wielkości do wzoru na znalezienie strat ciepła: Q podłoga = 80*12/1,3 = 738,46 W.

3. Straty ciepła przez strop.

Powierzchnia sufitu jest równa powierzchni podłogi S = 80 m2.

Przy określaniu oporu cieplnego sufitu w tym przypadku nie są one brane pod uwagę drewniane deski: Są zabezpieczone szczelinami i nie stanowią bariery dla zimna. Opór cieplny sufitu pokrywa się z odpowiednim parametrem izolacyjnym: R pot. = R izolacja = 0,15/0,041 = 3,766 m2*°C/W.

Ilość ciepła uciekającego przez sufit: Q potu. = 80*46/3,66 = 1005,46 W.

4. Straty ciepła przez okna.

Powierzchnia przeszklenia: S = 4*1,2*1 = 4,8 m2.

Do produkcji okien, trzykomorowy Profil PCV(zajmuje 10% powierzchni okna), a także okno z podwójnymi szybami o grubości szkła 4 mm i odległości między szybami 16 mm. Wśród właściwości techniczne producent podał opór cieplny pakietu szybowego (R st.p. = 0,4 m2*°C/W) i profilu (R prof. = 0,6 m2*°C/W). Biorąc pod uwagę udział wymiarowy każdego elementu konstrukcyjnego, określa się średni opór cieplny okna:

R ok. = (R st.*90 + R prof.*10)/100 = (0,4*90 + 0,6*10)/100 = 0,42 m2*°C/W.
Na podstawie obliczonego wyniku oblicza się straty ciepła przez okna: Q ok. = 4,8*46/0,42 = 525,71 W.

Powierzchnia drzwi S = 0,9*2 = 1,8 m2. Opór cieplny R dv. = 0,05/0,14 = 0,36 m2*°C/W i Q dv. = 1,8*46/0,36 = 230 W.

Całkowita wielkość strat ciepła w domu wynosi: Q = 4856,20 W + 738,46 W + 1005,46 W + 525,71 W + 230 W = 7355,83 W. Uwzględniając infiltrację (10%) straty rosną: 7355,83*1,1 = 8091,41 W.

Aby dokładnie obliczyć, ile ciepła traci budynek, używają kalkulator internetowy utrata ciepła Ten program komputerowy, do którego wprowadzane są nie tylko wymienione powyżej dane, ale także różne dodatkowe czynniki wpływające na wynik. Zaletą kalkulatora jest nie tylko dokładność obliczeń, ale także rozbudowana baza danych referencyjnych.

Obliczanie strat ciepła w domu

Dom traci ciepło poprzez otaczające konstrukcje (ściany, okna, dach, fundamenty), wentylację i kanalizację. Główne straty ciepła zachodzą przez otaczające konstrukcje - 60-90% wszystkich strat ciepła.

Aby wybrać odpowiedni kocioł, potrzebne jest przynajmniej obliczenie strat ciepła w domu. Można także oszacować, ile pieniędzy zostanie wydanych na ogrzewanie w projektowanym domu. Oto przykład obliczeń dla kotła gazowego i elektrycznego. Dzięki obliczeniom możliwa jest także analiza efektywności finansowej izolacji, tj. zrozumieć, czy koszty montażu izolacji zwrócą się dzięki oszczędnościom paliwa w całym okresie użytkowania izolacji.

Straty ciepła przez przegrody budowlane

Podam przykład obliczeń ścian zewnętrznych dwupiętrowego domu.

1) Oblicz opór przenikania ciepła ściany, dzieląc grubość materiału przez jego współczynnik przewodności cieplnej. Przykładowo, jeśli ściana zbudowana jest z ciepłej ceramiki o grubości 0,5 m i współczynniku przewodzenia ciepła 0,16 W/(m×°C), to dzielimy 0,5 przez 0,16:

0,5 m / 0,16 W/(m×°C) = 3,125 m 2×°C/W

Współczynniki przewodności cieplnej materiały budowlane można zabrać.

2) Oblicz całkowitą powierzchnię ścian zewnętrznych. Podam uproszczony przykład kwadratowego domu:

(szerokość 10 m × wysokość 7 m × 4 boki) - (16 okien × 2,5 m 2) = 280 m 2 - 40 m 2 = 240 m 2

3) Podziel jednostkę przez opór przenikania ciepła, uzyskując w ten sposób stratę ciepła z jednego metr kwadratowyścian o jeden stopień różnicy temperatur.

1 / 3,125 m 2 ×°C/W = 0,32 W / m 2 ×°C

4) Obliczamy straty ciepła ścian. Stratę ciepła z jednego metra kwadratowego ściany mnożymy przez powierzchnię ścian i różnicę temperatur pomiędzy wnętrzem i zewnątrz domu. Na przykład, jeśli wewnątrz jest +25°C, a na zewnątrz -15°C, to różnica wynosi 40°C.

0,32 W/m 2 ×°C × 240 m 2 × 40 °C = 3072 W

Ta liczba to straty ciepła przez ściany. Straty ciepła mierzone są w watach, tj. jest to moc strat ciepła.

5) Wygodniej jest zrozumieć znaczenie utraty ciepła w kilowatogodzinach. W ciągu 1 godziny energia cieplna ucieka przez nasze ściany przy różnicy temperatur wynoszącej 40°C:

3072 W × 1 godz. = 3,072 kWh

Energia utracona w ciągu 24 godzin:

3072 W × 24 godz. = 73,728 kWh

Wiadomo, że w sezonie grzewczym pogoda jest inna, tj. Różnica temperatur zmienia się cały czas. Dlatego, aby obliczyć straty ciepła dla całego okresu grzewczego, należy w kroku 4 pomnożyć przez średnią różnicę temperatur dla wszystkich dni okresu grzewczego.

Przykładowo w ciągu 7 miesięcy okresu grzewczego średnia różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz wyniosła 28 stopni, co oznacza straty ciepła przez ściany w ciągu tych 7 miesięcy w kilowatogodzinach:

0,32 W/m 2 ×°C × 240 m 2 × 28 °C × 7 miesięcy × 30 dni × 24 godziny = 10838016 Wh = 10838 kWh

Liczba jest dość „namacalna”. Na przykład, jeśli ogrzewanie byłoby elektryczne, możesz obliczyć, ile pieniędzy zostanie wydanych na ogrzewanie, mnożąc uzyskaną liczbę przez koszt kWh. Możesz obliczyć, ile pieniędzy wydano na ogrzewanie gazowe, obliczając koszt kWh energii z kocioł gazowy. Aby to zrobić, musisz znać koszt gazu, wartość opałową gazu i wydajność kotła.

Nawiasem mówiąc, w ostatnim obliczeniu zamiast średniej różnicy temperatur, liczby miesięcy i dni (ale nie godzin, zostawiamy godziny), można było zastosować stopień-dzień okresu grzewczego - GSOP, niektóre informacja. Możesz znaleźć już obliczony GSOP dla różnych miast Rosji i pomnożyć straty ciepła z jednego metra kwadratowego przez powierzchnię ścian, przez te GSOP i przez 24 godziny, uzyskując utratę ciepła w kWh.

Podobnie jak w przypadku ścian, należy obliczyć wartości strat ciepła dla okien, drzwi wejściowe, dach, fundament. Następnie zsumuj wszystko i uzyskaj wartość strat ciepła przez wszystkie otaczające konstrukcje. Nawiasem mówiąc, w przypadku okien nie trzeba sprawdzać grubości i przewodności cieplnej; zazwyczaj istnieje już gotowy opór przenikania ciepła szyby zespolonej obliczony przez producenta. Na podłogę (w przypadku fundament płytowy) różnica temperatur nie będzie zbyt duża, gleba pod domem nie będzie tak zimna jak powietrze na zewnątrz.

Straty ciepła przez wentylację

Przybliżona ilość dostępnego powietrza w domu (objętość ściany wewnętrzne i nie biorę pod uwagę mebli):

10 m x 10 m x 7 m = 700 m 3

Gęstość powietrza w temperaturze +20°C wynosi 1,2047 kg/m3. Ciepło właściwe powietrza wynosi 1,005 kJ/(kg×°C). Masa powietrza w domu:

700 m 3 × 1,2047 kg/m 3 = 843,29 kg

Załóżmy, że całe powietrze w domu zmienia się 5 razy dziennie (jest to liczba przybliżona). Przy średniej różnicy między wewnętrzną i temperatura zewnętrzna 28°C przez cały okres grzewczy, do ogrzania napływającego zimnego powietrza zostanie zużyta średnio następująca energia cieplna w ciągu dnia:

5 × 28 °C × 843,29 kg × 1,005 kJ/(kg×°C) = 118650,903 kJ

118650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)

Te. W sezonie grzewczym, przy pięciokrotnej wymianie powietrza, dom poprzez wentylację straci dziennie średnio 32,96 kWh energii cieplnej. W ciągu 7 miesięcy okresu grzewczego straty energii będą wynosić:

7 × 30 × 32,96 kWh = 6921,6 kWh

Straty ciepła przez kanalizację

W sezonie grzewczym woda dopływająca do domu jest dość zimna, powiedzmy, że ma średnią temperaturę +7°C. Podgrzewanie wody wymagane jest w czasie mycia naczyń i kąpieli mieszkańców. Woda w spłuczce toaletowej jest również częściowo podgrzewana przez otaczające powietrze. Mieszkańcy spłukują całe ciepło wytwarzane przez wodę do kanalizacji.

Załóżmy, że rodzina w domu zużywa 15 m 3 wody miesięcznie. Ciepło właściwe wody wynosi 4,183 kJ/(kg×°C). Gęstość wody wynosi 1000 kg/m3. Załóżmy, że woda wpływająca do domu nagrzewa się średnio do +30°C, tj. różnica temperatur 23°C.

W związku z tym miesięczne straty ciepła przez kanalizację wyniosą:

1000 kg/m 3 × 15 m 3 × 23°C × 4,183 kJ/(kg×°C) = 1443135 kJ

1443135 kJ = 400,87 kWh

W ciągu 7 miesięcy okresu grzewczego mieszkańcy wlewają do kanalizacji:

7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh

Wniosek

Na koniec należy zsumować powstałe liczby strat ciepła przez przegrodę budynku, wentylację i kanalizację. Otrzymasz przybliżoną całkowitą liczbę strat ciepła w domu.

Trzeba powiedzieć, że straty ciepła przez wentylację i kanalizację są dość stabilne i trudne do ograniczenia. Nie będziesz rzadziej brać prysznica ani źle wentylować domu. Chociaż straty ciepła przez wentylację można częściowo zmniejszyć za pomocą rekuperatora.

Jeśli gdzieś popełniłem błąd, napisz w komentarzach, ale wydaje mi się, że wszystko sprawdziłem kilka razy. Trzeba powiedzieć, że istnieją znacznie bardziej złożone metody obliczania strat ciepła; brane są pod uwagę dodatkowe współczynniki, ale ich wpływ jest nieznaczny.

Dodatek.
Obliczenia strat ciepła w domu można również wykonać za pomocą SP 50.13330.2012 (zaktualizowane wydanie SNiP 23.02.2003). Istnieje Załącznik D „Obliczanie specyficznych charakterystyk zużycia energii cieplnej do ogrzewania i wentylacji budynków mieszkalnych i budynki użyteczności publicznej„, same obliczenia będą znacznie bardziej skomplikowane, stosuje się więcej czynników i współczynników.

Wyświetlanie 25 najnowszych komentarzy. Pokaż wszystkie komentarze (54).

Andriej Władimirowicz (11.01.2018 14:52)
Ogólnie rzecz biorąc, dla zwykłych śmiertelników wszystko jest w porządku. Jedyne, co radzę, to to, że tym, którzy lubią wytykać nieścisłości, wskaż więcej na początku artykułu pełna formuła
Q=S*(tin-tout)*(1+∑β)*n/Rо i wyjaśnij, że (1+∑β)*n, biorąc pod uwagę wszystkie współczynniki, będzie nieznacznie różnić się od 1 i nie może w sposób rażąco zniekształcić obliczeń straty ciepła całej obudowy obudowy, tj. Za podstawę przyjmujemy wzór Q=S*(tin-tout)*1/Ro. Nie zgadzam się z obliczeniem strat ciepła przez wentylację, uważam inaczej, obliczyłbym całkowitą pojemność cieplną całej objętości, a następnie pomnożył ją przez współczynnik rzeczywisty. Specyficzna pojemność cieplna Nadal wziąłbym mroźne powietrze (ogrzejemy je uliczne powietrze), a będzie znacznie wyższa. I lepiej jest przyjąć pojemność cieplną mieszaniny powietrza bezpośrednio w W, równą 0,28 W / (kg °C).

W zimnym okresie, gdy temperatura powietrza w pomieszczeniu jest znacznie wyższa niż temperatura powietrza na zewnątrz, przez obudowę budynku następuje przepływ ciepła (strata ciepła).

Straty ciepła w pomieszczeniach składają się z dwóch głównych elementów: strat ciepła przez przenikanie oraz zużycia ciepła na ogrzanie powietrza przedostającego się przez nieszczelności.

Strata ciepła przez przenikanie to utrata ciepła przez obudowy zewnętrzne w wyniku przenikania ciepła.

Straty ciepła przez przenikanie wyznacza się za pomocą wzorów:

gdzie jest strata ciepła, W;

Określono opór cieplny ogrodzenia ()/W obliczenia termotechniczne;

K - współczynnik przenikania ciepła ogrodzenia W / (),

F to powierzchnia ogrodzenia,

– projektowa temperatura powietrza w pomieszczeniu, °C, tabela 2

Szacunkowa temperatura powietrza na zewnątrz równa średnia temperatura najzimniejszy pięciodniowy okres, °C, tabela 3

N – współczynnik korygujący do obliczonej różnicy temperatur;

Dodatkowa strata ciepła, W.

Aby obliczyć pola powierzchni F we wzorach (1.24) i (1.25.), kierujemy się ogólnie przyjęta metoda określenie wymiarów liniowych otaczającej konstrukcji.

Ryż. 2. Pomiar ogrodzeń:

a – pionowo; b – w planie; 1 – podłoga na parterze; 2- piętro wzdłuż legarów; 3 – piętro nad piwnicą; O – okna; NS – ściana zewnętrzna; Pl – podłoga; Piątek – sufit.

Zwyczajowo określa się straty ciepła podłogi leżącej na ziemi według stref. Każda strefa ma swój własny opór cieplny.

; 4,3()/W;

Wielkość strat ciepła przez i-tą strefę oblicza się ze wzoru:

gdzie jest rezystancja i-tej strefy, ()/ W;

– powierzchnia i-tej strefy (powierzchnia pasa pierścieniowego o szerokości 2 m wzdłuż obrysu budynku). Powierzchnię strefy I w narożach budynku mnoży się przez 2.

Ryż. 3. Przepływ ciepła z podłóg wzdłuż gruntu i zakopanych ścian:

a – przez podłogę; b – przez wnękę; c – podział piętra na strefy 1,2,3,4; d – podział wpuszczanego klosza i podłogi na strefy 1,2,3,4.

Straty ciepła przez podłogi oblicza się sumując straty ciepła według stref

Jeżeli podłogi są układane na legarach lub na materiale izolacyjnym (posiadają szczelinę powietrzną) i ich opór cieplny dodatkowe elementy Metoda obliczeniowa zostaje zachowana (w tym przypadku rezystancja każdej strefy zwiększa się o wartość oporu leżących pod nią warstw).

Tę samą technikę stosuje się do obliczania strat ciepła przez ściany budynku zakopanego w ziemi (ogrzewane piwnice).

Podział na strefy rozpoczyna się od powierzchni terenu na zewnątrz budynku, piętra traktowane są jako kontynuacja ścian.

Dodatkową stratę ciepła określa się w następujący sposób:

1. Do wszystkich pionowych ogrodzeń lub pionowych rzutów pochyłych ogrodzeń dodaje się punkty orientacyjne w następujący sposób:

N, N-W, N-E, E-10%; W, SE – 5%; S, S-W – 0%.

2. W przypadku napływu zimnego powietrza przez drzwi zewnętrzne przy ich krótkotrwałym otwarciu na wysokości budynku N, m:

Drzwi dwuskrzydłowe z przedsionkami – 27% H;

To samo bez przedsionka - 34% H;

Drzwi pojedyncze – 22% N.

3. Dla pięter pierwszego piętra nad zimnymi piwnicami budynków w obszarach o przewidywanej temperaturze powietrza zewnętrznego (pięć dni) minus 40 ° C i poniżej przyjmuje się, że jest ona równa 5%.

Sumując straty ciepła przez przenikanie we wszystkich obudowach, obliczamy straty ciepła w całym pomieszczeniu.