Розрахунок теплових втрат через віконні отвори. Тепловтрати будинку, розрахунок тепловтрат
Давайте на простому прикладірозберемо варіант розрахунку тепловтрат будинку через вікна та вхідні двері будинку, для утеплення якого може використовуватисяековата екстра . Для розрахунку візьмемо два вікна по різним стінамбудинку розміром 100х120 см (1х1,2 м), ще одне вікно меншого розміру, який становить 60х120 см (0,6х1,2 м).
Для розрахунку тепловтрат будинку через вхідні двері візьмемо наступні параметридвері 80х120х5 см (ширина дверей – 0,8 м, висота дверей – 2 м, товщина дверного полотна– 0,05 м). структура дверного полотна – масив сосни. Двері з боку вулиці захищені від прямого впливу атмосферних явищнеопалюваною терасою, тому за правилами розрахунку тепловтрат необхідно застосовувати понижувальний коефіцієнт, що дорівнює показнику 0,7.
Розрахунок тепловтрат через вікна
Для початку проведення розрахунків тепловтрат будинку через вікна необхідно обчислити загальну площу всіх раніше обумовлених вікон. Розрахунок проведемо за формулою:
S вікон = 1 ∙ 1,2 ∙ 2 + 0,6 ∙ 1,2 = 3,12 м2
Тепер для продовження розрахунку тепловтрат будинку через вікна дізнаємося про їх характеристики. Наприклад візьмемо такі технічні показники:
- Вікна виготовлені з трикамерного профілю ПВХ
- Вікна мають двокамерний склопакет (4-16-4-16-4, де 4 це товщина скла, 16 це відстань між склом склопакетів кожного вікна).
Тепер можна приступити до подальшого розрахунку та дізнатися тепловий опір встановлених вікон. Тепловий опір двокамерного склопакета та трикамерного профілю такої конструкції вікон:
- R ст-а = 0,4 м ² ∙ °С / Вт - тепловий опір склопакета
- R профілю = 0,6 м² ∙ °С / Вт - тепловий опір трикамерного профілю
Більшу частину вікна - 90%, займає склопакет і 10% - профіль ПВХ. Тепловий опір вікна розраховуємо за формулою:
R вікна = (R ст-а ∙ 90 + R профілю ∙ 10) / 100 = 0,42 м² ∙ °С / Вт.
Маючи дані про площу вікон та їх тепловий опір, виконуємо розрахунок тепловтрат через вікна:
Q вікон = S ∙ dT ∙ / R = 3,1 м² ∙ 52 градуси / 0,42 м² ∙ °С / Вт = 383,8 Вт (0,38 кВт), це ми з вами отримуємо тепловтрати будинку через вікна, тепер розрахуємо тепловтрати будинку через вхідні двері.
Наскільки подвійний склопакет ефективніший за одинарний? Чи має сенс установка K та i-скла? Чи відіграє роль товщина повітряного прошарку та заповнення аргоном? І яка між усім цим різниця?
Всі відповіді в одній простій таблиці.
Для зручності порівняння за базовий рівеньбув взятий звичайний однокамерний склопакет з чотириміліметровим склом і міжскляною відстанню в 16 мм. Також до таблиці додано порівняльні значення шумоізоляції склопакетів та різниця у вартості.
Порівняльна таблиця ефективності склопакетів
| Формула склопакета ("к" - К-скло, "а" - аргон) |
Товщина, мм | На скільки «тепліше», % | На скільки «тише», % | На скільки дорожче, % | Супр. теплопер., м 2 * З/Вт | Звукоізоляція, дБА |
| 4 — 6 — 4 | 14 | -15% | -16% | 0,308 | 30 | |
| 4 — 8 — 4 | 16 | -9% | -13% | 0,33 | 30 | |
| 4 — 10 — 4 | 18 | -4% | -10% | 0,347 | 30 | |
| 4 — 12 — 4 | 20 | -1% | -6% | 0,358 | 30 | |
| 4 — 16 — 4 | 24 | 0,361 | 30 | |||
| 4 — 14 — 4 | 22 | 0% | -3% | 0,362 | 30 | |
| 4 - 6 - 4к | 14 | 7% | 46% | 0,386 | 30 | |
| 4к - 6 - 4к | 14 | 11% | 107% | 0,4 | 30 | |
| 4 - 8 - 4к | 16 | 24% | 49% | 0,446 | 30 | |
| 4 — 6 — 4 — 6 — 4 | 24 | 25% | 32% | 39% | 0,452 | 34 |
| 4к - 8 - 4к | 16 | 30% | 111% | 0,469 | 30 | |
| 4 - 6а - 4к | 14 | 31% | 66% | 0,472 | 30 | |
| 4 — 8 — 4 — 8 — 4 | 28 | 37% | 41% | 46% | 0,495 | 35 |
| 4 - 10 - 4к | 18 | 38% | 52% | 0,498 | 30 | |
| 4к - 6а - 4к | 14 | 39% | 127% | 0,5 | 30 | |
| 4 — 9 — 4 — 9 — 4 | 30 | 42% | 41% | 49% | 0,512 | 35 |
| 4 - 16 - 4к | 24 | 45% | 62% | 0,524 | 30 | |
| 4 - 12 - 4к | 20 | 46% | 55% | 0,526 | 30 | |
| 4 - 6 - 4 - 6 - 4к | 24 | 46% | 32% | 101% | 0,526 | 34 |
| 4 — 10 — 4 — 10 — 4 | 32 | 47% | 52% | 52% | 0,529 | 36 |
| 4 - 14 - 4к | 22 | 47% | 59% | 0,529 | 30 | |
| 4к - 10 - 4к | 18 | 47% | 114% | 0,532 | 30 | |
| 4 - 8а - 4к | 16 | 51% | 69% | 0,546 | 30 | |
| 4 — 12 — 4 — 12 — 4 | 36 | 54% | 62% | 59% | 0,555 | 37 |
| 4к - 16 - 4к | 24 | 55% | 124% | 0,559 | 30 | |
| 4 — 14 — 4 — 14 — 4 | 40 | 55% | 74% | 65% | 0,561 | 38 |
| 4к - 12 - 4к | 20 | 57% | 117% | 0,565 | 30 | |
| 4к - 14 - 4к | 22 | 57% | 120% | 0,565 | 30 | |
| 4к - 8а - 4к | 16 | 64% | 131% | 0,592 | 30 | |
| 4 - 10а - 4к | 18 | 67% | 72% | 0,602 | 30 | |
| 4 - 8 - 4 - 8 - 4к | 28 | 68% | 41% | 108% | 0,606 | 35 |
| 4 - 6 - 4к - 6 - 4к | 24 | 68% | 32% | 163% | 0,606 | 34 |
| 4 - 16а - 4к | 24 | 69% | 82% | 0,61 | 30 | |
| 4 - 14а - 4к | 22 | 71% | 79% | 0,617 | 30 | |
| 4 - 12а - 4к | 20 | 72% | 75% | 0,621 | 30 | |
| 4 - 9 - 4 - 9 - 4к | 30 | 78% | 41% | 111% | 0,641 | 35 |
| 4 - 6а - 4 - 6а - 4к | 24 | 78% | 32% | 121% | 0,641 | 34 |
| 4к - 10а - 4к | 18 | 85% | 134% | 0,667 | 30 | |
| 4к - 16а - 4к | 24 | 85% | 143% | 0,667 | 30 | |
| 4 - 10 - 4 - 10 - 4к | 32 | 87% | 52% | 114% | 0,676 | 36 |
| 4к - 14а - 4к | 22 | 88% | 140% | 0,68 | 30 | |
| 4к - 12а - 4к | 20 | 90% | 137% | 0,685 | 30 | |
| 4 - 12 - 4 - 12 - 4к | 36 | 101% | 62% | 120% | 0,725 | 37 |
| 4 - 8 - 4к - 8 - 4к | 28 | 101% | 41% | 169% | 0,725 | 35 |
| 4 - 8а - 4 - 8а - 4к | 28 | 104% | 41% | 127% | 0,735 | 35 |
| 4 - 9а - 4 - 9а - 4к | 30 | 115% | 41% | 131% | 0,775 | 35 |
| 4 - 6а - 4к - 6а - 4к | 24 | 115% | 32% | 203% | 0,775 | 34 |
| 4 - 10а - 4 - 10а - 4к | 32 | 125% | 52% | 134% | 0,813 | 36 |
| 4 - 10 - 4к - 10 - 4к | 32 | 131% | 52% | 176% | 0,833 | 36 |
| 4 - 12а - 4 - 12а - 4к | 36 | 137% | 62% | 140% | 0,855 | 37 |
| 4 - 12 - 4к - 12 - 4к | 36 | 154% | 62% | 182% | 0,917 | 37 |
| 4 - 8а - 4к - 8а - 4к | 28 | 157% | 41% | 209% | 0,926 | 35 |
| 4 - 10а - 4к - 10а - 4к | 32 | 192% | 52% | 216% | 1,053 | 36 |
| 4 - 12а - 4к - 12а - 4к | 36 | 218% | 62% | 222% | 1,149 | 37 |
Пояснення та умовні позначення:
У графі "формула склопакета" вказана товщина в міліметрах його "складових", де 4-міліметрові стекла відокремлюють один від одного повітряні прошарки (камери), заповнені звичайним повітрям або аргоном (де вказана літера "а").
К-скло – енергозберігаюче низькоемісійне скло, що відрізняється від звичайного спеціальним прозорим покриттям із оксидів металів InSnO2. Дане покриття відображає теплове довгохвильове випромінювання назад у приміщення. Якщо величина випромінювальної здатності простого скла становить 0,84, то К-скла зазвичай близько 0,2. Це означає, що К-скло повертає до приміщення приблизно 70% теплового випромінювання, яке на нього потрапляє. Одночасно К-скло здатне захистити приміщення від нагріву в жарку. сонячну погоду, також відбиваючи більшу частину теплових хвиль.
Існує ще ефективніше низькоемісійне i-скло (їх немає у таблиці). Воно приблизно в півтора рази ефективніше за К-скло і має величину випромінювальної здатності до 0,04.
У статті використано інформацію ПП «ВІД-інформ».
Рахунки за опалення та гарячу волу становлять вагому частину розколів на жилит і певною мірою відображають рівень споживання теплової енергії. У минулому енергія була дешевою. Тепер її ціна збільшилася і в найближчому майбутньому навряд чи зменшиться. Але можна скоротити витрати на опалення та гарячу волу. Це робиться за допомогою термомолернізацин. Вона зменшить витік тепла через конструкції будинку та підвищить ефективність роботи систем опалення та гарячого водопостачання. Звичайно, термомодернізація вимагатиме чималих фінансових витрат, але якщо її правильно зробити, витрати будуть відшкодовані за рахунок заощаджених на опаленні коштів.
Куди йде тепло?
Розглянемо основні причини високого рівняспоживання теплової енергії у приватних будинках. Тепло йде:
☰ через вентиляцію. У сучасних будинкахтрадиційних конструкцій у такий спосіб йде 30-40 % тепла;
☰ вікна та двері. Зазвичай на них припадає до 25% загальних тепловтрат будинку.
☰ У деяких будинках величину вікон визначають, керуючись не раціональними нормами природного освітлення, а архітектурною модою, що прийшла до нас із країн із теплішим кліматом;
☰ зовнішні стіни. Через конструкцію стінок йде 15-20% тепла. Будівельні норми минулих років не вимагали від конструкції стін високої теплоізоляційної здатності, до того ж і так часто порушувалися;
☰ дах. Через неї йде до 15% тепла;
☰ підлога на ґрунті. Поширене рішення в будинках без підвалу, за умови недостатньої теплоізоляції може призвести до втрат 5-10% тепла;
☰ містки холоду, або термічні містки. Служать причиною втрати близько 5% тепла.
Утеплення зовнішніх стін
Воно полягає у створенні додаткового шару теплоізоляції на зовнішній або внутрішній стороні зовнішньої стінивдома. При цьому тепловтрати зменшуються, а температура внутрішньої поверхністепи збільшується, що робить проживання в будинку комфортнішим і усуває причину підвищення вологості та утворення цвілі. Після додаткового утепленнятеплоізоляційні властивості стіни покращуються втричі-вчетверо.
Утеплення зовні набагато зручніше та ефективніше, тому його застосовують у переважній більшості випадків. Воно забезпечує:
☰ рівномірність теплоізоляції на всій поверхні зовнішньої стіни;
☰ збільшення теплостатичності стіни, тобто остання стає акумулятором тепла. Вдень від сонячного світлавона нагрівається, а вночі, остигаючи, віддає тепло у приміщення;
☰ усунення нерівності стіни та створення нового, більш естетичного фасаду будинку;
☰ виконання робіт без незручностей для мешканців.
Утеплення будинку зсередини застосовується тільки у виняткових випадках, наприклад, у будинках з багато прикрашеними фасадами або коли утеплюються лише деякі приміщення.
Утеплення перекриттів та дахів
Перекриття на неопалюваному горищі утеплюють, укладаючи шар із плит, матів або сипучих матеріалів. Якщо горище планується використовувати, то над утеплювачем укладають шар дощок або цементну стяжку. Укласти додатковий шар теплоізоляції на горищі, куди легко дістатися, насправді просто і недорого.
Більш складною є ситуація з так званою поєднаною покрівлею, що вентилюється, де над перекриттям останнього поверхуперебуває простір кілька десятків сантиметрів, якого немає безпосереднього доступу. Тоді в цей простір вдувають спеціальний утеплювач, щоб затвердівши, він утворив на перекритті товстий теплоізоляційний шар.
Утеплити суміщену покрівлю (таку зазвичай влаштовують над мансардними поверхами) можна, уклавши на неї додатковий шар теплоізоляції та виконавши нове покрівельне покриття. Перекриття над підвалами найлегше утеплити, приклеївши або підвісивши теплоізоляцію за допомогою анкерів та сталевої сітки. Шар теплоізоляції можна залишити відкритим або закрити. алюмінієвою фольгою, шпалерами, штукатуркою та ін.
Зменшення тепловтрат через вікна
Існує кілька способів зменшення тепловтрат через віконну "столярку".
Ось найпростіші з них:
☰ зменшити вікна;
☰ помітити віконниці та жалюзі;
☰ поміняти вікна.
Найрадикальнішим способом зменшення тепловтрат є останній. Замість старих ставлять вікна з вищими теплоізоляційними властивостями. Ринок пропонує різні типиенергозберігаючих окоп: дерев'яні, пластикові, алюмінієві, з дво- і трикамерними склопакетами, зі спеціальним ізокемісі-опим склом. Поміняти вікна обійдеться недешево, але за новими простіше доглядати ( пластикові вікнане потрібно фарбувати), їх висока щільність перешкоджає проникненню пилу, покращується звуко- та теплоізоляція.
У деяких будинках дуже багато вікон, значно більше, ніж потрібно для природного освітлення приміщень. Тому можна зменшити їх площу, заповнивши частину отворів стіновим матеріалом.
Найкращі низькі температуризовні будинки відмщаються зазвичай вночі, коли денного світла немає. Отже, теплопоті-рі можна зменшити, застосувавши віконниці або жалюзі.
Система опалення та гарячого водопостачання
Якщо теплопостачання будинку здійснюється за допомогою котельні, якою користуються 10-15 років, вона вимагає термомодернізації. Найбільшим недоліком старих котлів є їхня низька продуктивність. Крім того, такі пристрої, що опалюються вугіллям, виділяють багато продуктів згоряння. Тому їх доцільно замінювати сучасними газовими або рідкопаливними котлами: у них більша продуктивність, і вони менше забруднюють повітря.
Модернізувати можна і саму тепломережу в будинку. Для цього влаштовують теплоізоляцію на трубах опалення та гарячої води, які проходять через неопалювані приміщення. Крім того, на всіх радіаторах ставлять терморегулюючі вентилі. Це дозволяє встановлювати необхідну температуру та не опалювати нежилі приміщення. Можна також влаштувати повітряне опаленняабо «тепла підлога». Модернізація мережі гарячої води - це заміна протікаючих трубопроводів та теплоізоляція нових, оптимізація роботи системи, що готує гарячу воду, та включення до неї циркуляційного насоса.
Система вентиляції
Щоб зменшити тепловтрати через цю систему, можна вустати рекуператор - пристрій, що дозволяє використовувати тепло повітря, що виходить з будинку. Крім того, можна застосувати підігрів припливного повітря. Найпростішими пристроями, що зменшують тепловтрати через щільні сучасні вікнає вентиляційні кишені, що подають повітря в приміщення.
Нетрадиційні джерела енергії
Для опалення будинку можна використовувати енергію відновлюваних джерел. Наприклад тепло від спалювання дров, відходів деревини (тирса) і соломи. Для цього застосовують спеціальні котли. Вартість опалення в такий спосіб значно нижча, ніж системами, що працюють на традиційних видах палива.
Щоб використовувати для опалення сонячне тепло, застосовують сонячні колекторина даху або па стіні будинку. Для максимальної ефективності їх роботи колектори потрібно розмістити на південному схилі даху з ухилом близько 45°. У наших кліматичних умовах колектори зазвичай поєднуються з ще одним джерелом тепла, наприклад, конвекційним газовим котломабо казаном на твердому паливі.
Для опалення та гарячого водопостачання можна застосовувати теплові насоси, що використовують тепло землі або підземних вод. Однак для своєї роботи вони потребують електроенергії. Собівартість тепла, виробленого тепловими насосами, низька, а ось вартість насоса та системи опалення досить висока. Річна потреба у теплі для індивідуальних будинків становить 120-160 кВт-год/м2. Неважко порахувати, що для опалення житла площею 200 м2 протягом року знадобиться 24000-32 000кВт.ч. Застосувавши ряд технічних заходів, цю величину можна скоротити майже вдвічі.
Дуже більша частина тепловтрати, 30% до 60% відбувається через вікна.
- Експерти підрахували, що за температури мінус двадцять сім градусів Цельсія зовні приміщення вікна з потрійним склінням стають набагато економічнішимиза сумарною витратою, ніж вікна, у яких подвійне скління.
- У разі розділених або спарених палітурок найкраще і просте вирішення проблеми зменшення втрати тепла через вікна - це додавання до конструкції вікна додаткового третього скла.
- Також використовують замість звичайного скла тепловідбивне, або встановлюють двокамерні склопакетизамість одного зі стекол.
- В деяких випадках використовують додатковий екран, виготовлений з плівки, що відображає тепло. Всі ці способи дозволяють збільшити теплофізичні показники вікон. 30-50% .
- Зараз найпоширеніший спосіб зменшення тепловтрати через вікна – це підвищення кількості прошарків повітряу його заскленій частині. Для того, щоб підняти температуру на внутрішній частині скла та зменшити теплопередачу вікна, зазвичай між спареними плетіннями в нижній частині встановлюють спеціальний світлопрозорий екран, який має висоту від вісімдесяти до ста двадцяти міліметрів. Як матеріал для виготовлення екрану використовується пластмаса, плівка або скло з тепловідбивним покриттям. Найбільш ефективною конструкцією екрана вважається об'ємна штора, що знижує втрати тепла майже на сорок відсотків. Штори-жалюзі, встановлені між склом, збільшують теплозахисні властивості вікон приблизно на 20% . А прозорі штори, що згортаються, виготовлені з тканини або поліетиленової плівки- у середньому на 28%.
Ще одним не менш ефективним способомзбереження тепла є встановлення якісного підвіконня. Він має бути грамотно підібраний, з урахуванням особливостей віконного отвору та загальної конструкції склопакета.
Якісні та надійніпідвіконня Верзаліт придбати можна за вказаним посиланням. Компанія - офіційний дилер німецьких підвіконь - гарантує лояльні ціни та зручну систему доставки та оплати.
Збережіть тепло у вашому будинку – забезпечте комфорт та затишок вашій родині!
RelatedPost
Морський стиль у дизайні інтер'єру.
На сьогоднішній день теплозбереженняє важливим параметром, що враховується під час спорудження житлового чи офісного приміщення. Відповідно до СНиП 23-02-2003 «Тепловий захист будівель», опір тепловіддачі розраховується за одним із двох альтернативних підходів:
- Приписнику;
- Споживчому.
Для розрахунку систем опалення будинку, ви можете скористатися калькулятором розрахунку опалення, тепловтрат будинку.
Наказовий підхід- це норми, що пред'являються до окремих елементів теплозахисту будівлі: зовнішніх стін, підлог над просторами, що не опалюються, покриттям і горищним перекриттям, вікнам, вхідним дверямі т.д.
Споживчий підхід(опір теплопередачі може бути знижений стосовно приписуючого рівня за умови, що проектна питома витрата теплової енергії на опалення приміщення нижче за нормативне).
Санітарно-гігієнічні вимоги:
- Перепад між температурами повітря всередині приміщення та зовні не повинен перевищувати певних допустимих значень. Максимальні допустимі значенняперепаду температур для зовнішньої стінки 4°С. для покриття та горищного перекриття 3°С та для перекриття над підвалами та підпіллями 2°С.
- Температура на внутрішній поверхні огорожі повинна бути вищою за температуру точки роси.
Наприклад: для Москви та московської області необхідний теплотехнічний опір стіни за споживчим підходом становить 1.97 °С· м 2 /Вт, а за підписом:
- для будинку постійного проживання 3.13 °С · м 2 / Вт.
- для адміністративних та інших громадських будівель, зокрема споруд сезонного проживання 2.55 °С· м 2 / Вт.
Тому, вибираючи котел або інші нагрівальні прилади виключно за вказаними в їх технічній документації параметрами. Ви повинні запитати у себе, чи збудовано ваш будинок зі строгим урахуванням вимог СНиП 23-02-2003.
Отже, для правильного виборупотужності котла опалення або нагрівальних приладів, потрібно розрахувати реальні тепловтрати вашого будинку. Як правило, житловий будинок втрачає тепло через стіни, дах, вікна, землю, так само суттєві втрати тепла можуть припадати на вентиляцію.
Тепловтрати в основному залежать від:
- різниці температур у будинку та на вулиці (чим вища різниця, тим вища втрата).
- теплозахисних характеристик стін, вікон, перекриттів, покриттів.
Стіни, вікна, перекриття мають певний опір витокам тепла, теплозахисні властивості матеріалів оцінюють величиною, яка називається опором теплопередачі.
Опір теплопередачіпокаже, скільки тепла просочиться через квадратний метрконструкції при заданому перепаді температур Можна сформулювати це питання інакше: який перепад температур виникатиме при проходженні певної кількості тепла через квадратний метр огорож.
R = T/q.
- q – це кількість тепла, яка йде через квадратний метр поверхні стіни або вікна. Цю кількість тепла вимірюють у ватах на квадратний метр (Вт/м2);
- ΔT - це різниця між температурою на вулиці та в кімнаті (°С);
- R - це опір теплопередачі (°С/Вт/м2 або °С·м2/Вт).
У випадках, коли йдеться про багатошарову конструкцію, то опір шарів просто підсумовується. Наприклад, опір стіни з дерева, що обкладена цеглою, є сумою трьох опорів: цегляної та дерев'яної стінкита повітряного прошарку між ними:
R(сум.) = R(дерев.) + R(воз.) + R(кирп.)
Розподіл температури та прикордонні шари повітря під час передачі тепла через стіну.
Розрахунок тепловтратвиконується для найхолоднішого періоду року періоду, яким є найморозніший і вітряний тиждень на рік. У будівельній літературі часто вказують тепловий опір матеріалів виходячи з даної умовиі кліматичного району (або зовнішньої температури), де знаходиться ваш будинок.
Таблиця опору теплопередачі різних матеріалів
при ΔT = 50 ° С (Т нар. = -30 ° С. Т внутр. = 20 ° С.)
|
Матеріал та товщина стіни |
Опір теплопередачі R m.
|
|
Цегляна стіна |
0.592 |
|
Зруб з колоди Ø 25 |
0.550 |
|
Зруб із бруса Товщ. 20 сантиметрів |
0.806 |
|
Каркасна стіна (дошка + |
|
|
Стіна з пінобетону 20 сантиметрів |
0.476 |
|
Штукатурка з цегли, бетону. |
|
|
Стельове (горищне) перекриття |
|
|
Дерев'яна підлога |
|
|
Подвійні дерев'яні двері |
Таблиця теплових втрат вікон різних конструкційпри ΔT = 50 ° С (Т нар. = -30 ° С. Т внутр. = 20 ° С.)
|
Примітка
. Парні цифри в умовному позначеннісклопакета вказують на повітряний
зазор у міліметрах;
. Літери Ar означають, що проміжок заповнений не повітрям, а аргоном;
. Літера К означає, що зовнішнє скло має спеціальне прозоре.
теплозахисне покриття.
Як видно з вищезгаданої таблиці, сучасні склопакети дають можливість скоротити тепловтративікна майже вдвічі. Наприклад, для 10 вікон розміром 1.0 м х 1.6 м економія може досягати за місяць до 720 кіловат-годин.
Для правильного вибору матеріалів та товщини стін застосуємо ці відомості до конкретного прикладу.
У розрахунку теплових втрат на один м 2 беруть участь дві величини:
- перепад температур ΔT.
- опору теплопередачі R.
Допустимо температура в приміщенні становитиме 20 °С. а зовнішня температура дорівнює -30 °С. У такому разі перепад температур ΔT дорівнюватиме 50 °С. Стіни виготовлені з бруса товщиною 20 сантиметрів, тоді R = 0.806 ° С · м 2 / Вт.
Теплові втрати становитимуть 50/0.806 = 62 (Вт/м2).
Для спрощення розрахунків тепловтрат у будівельних довідниках вказують тепловтрати різного видустін, перекриттів та ін. для певних значень зимової температури повітря. Як правило, наводяться різні цифри для кутових приміщень(там впливає завихрення повітря, що набрякає будинок) та некутових, а також враховується різниця у температурі для приміщень першого та верхнього поверху.
Таблиця питомих тепловтрат елементів огорожі будівлі (на 1 м 2 за внутрішнім контуром стін) залежно від середньої температуринайхолоднішого тижня на рік.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примітка.У разі коли за стіною знаходиться зовнішнє приміщення, що не опалюється (сіни, засклена веранда тощо), то втрати тепла через неї становитимуть 70% від розрахункових, а якщо за цим неопалюваним приміщеннямзнаходиться ще одне зовнішнє приміщення, то втрати тепла становитимуть 40% від розрахункового значення.
Таблиця питомих тепловтрат елементів огорожі будівлі (на 1 м 2 за внутрішнім контуром) залежно від середньої температури найхолоднішого тижня на рік.
приклад 1.
Кутова кімната (1 поверх)
Характеристики кімнати:
- 1 поверх.
- площа кімнати – 16 м 2 (5х3.2).
- висота стелі – 2.75 м.
- зовнішніх стін – дві.
- матеріал і товщина зовнішніх стін - брус завтовшки 18 сантиметрів обшитий гіпсокартоном і обклеєний шпалерами.
- вікна – два (висота 1.6 м. ширина 1.0 м) з подвійним склінням.
- підлога - дерев'яні утеплені. знизу підвал.
- вище горищне перекриття.
- розрахункова зовнішня температура –30 °С.
- потрібна температура в кімнаті +20 °С.
- Площа зовнішніх стін за вирахуванням вікон: S стін (5+3.2)х2.7-2х1.0х1.6 = 18.94 м2.
- Площа вікон: S вікон = 2х1.0х1.6 = 3.2 м2
- Площа підлоги: S підлоги = 5х3.2 = 16 м 2
- Площа стелі: S стелі = 5х3.2 = 16 м 2
Площа внутрішніх перегородоку розрахунку не бере участі, оскільки по обидва боки перегородки температура однакова, отже через перегородки тепло не йде.
Тепер Виконаємо розрахунок тепловтрати кожної з поверхонь:
- Q стінок = 18.94х89 = 1686 Вт.
- Q вікон = 3.2 х135 = 432 Вт.
- Q підлоги = 16х26 = 416 Вт.
- Q стелі = 16х35 = 560 Вт.
Сумарні тепловтрати кімнати будуть: Q сумарні = 3094 Вт.
Слід враховувати, що через стіни випаровується тепла куди більше ніж через вікна, підлогу та стелю.
Приклад 2
Кімната під дахом (мансарда)
Характеристики кімнати:
- поверх верхній.
- площа 16 м2 (3.8х4.2).
- висота стелі 2.4м.
- зовнішні стіни; два скати даху (шифер, суцільна обрешітка. 10 саніметрів мінвати, вагонка). фронтони (брус завтовшки 10 сантиметрів обшитий вагонкою) та бічні перегородки ( каркасна стіназ керамзитовим заповненням 10 саніметрів).
- вікна - 4 (по два на кожному фронтоні), висотою 1.6 м та шириною 1.0 м з подвійним склінням.
- розрахункова зовнішня температура –30°С.
- необхідна температура у кімнаті +20°С.
- Площа торцевих зовнішніх стін за вирахуванням вікон: S торц.стін = 2х (2.4х3.8-0.9х0.6-2х1.6х0.8) = 12 м 2
- Площа схилів даху, що обмежують кімнату: S скатів.стін = 2х1.0х4.2 = 8.4 м 2
- Площа бічних перегородок: S бок.перегор = 2х1.5х4.2 = 12.6 м 2
- Площа вікон: S вікон = 4х1.6х1.0 = 6.4 м2
- Площа стелі: S стелі = 2.6х4.2 = 10.92 м 2
Далі розрахуємо теплові втрати цих поверхонь, при цьому необхідно врахувати, що через підлогу в даному випадку тепло не йтиме, тому що внизу розташовано тепле приміщення. Тепловтрати для стінрозраховуємо як для кутових приміщень, а для стелі та бічних перегородок вводимо 70-відсотковий коефіцієнт, оскільки за ними розташовуються приміщення, що не опалюються.
- Q торц.стін = 12х89 = 1068 Вт.
- Q скатів.стін = 8.4х142 = 1193 Вт.
- Q бок.перегор = 12.6х126х0.7 = 1111 Вт.
- Q вікон = 6.4 х135 = 864 Вт.
- Q стелі = 10.92х35х0.7 = 268 Вт.
Сумарні тепловтрати кімнати становитимуть: Q сумарні = 4504 Вт.
Як ми бачимо, тепла кімната 1 поверху втрачає (чи споживає) значно менше тепла, ніж мансардна кімнатаз тонкими стінками та великою площею скління.
Щоб це приміщення зробити придатним для зимового проживання, необхідно в першу чергу утеплювати стіни, бічні перегородки та вікна.
Будь-яка огороджувальна поверхня може бути представлена у вигляді багатошарової стіни, кожен шар якої має власний тепловий опір та власний опір проходженню повітря. Підсумовуючи тепловий опір всіх шарів, ми отримаємо тепловий опір усієї стіни. Також їли підсумувати опір проходженню повітря всіх шарів, можна зрозуміти, як дихає стіна. Сама найкраща стінаіз бруса має бути еквівалентна стіні із бруса товщиною 15 - 20 антиметрів. Наведена далі таблиця допоможе цьому.
Таблиця опору теплопередачі та проходження повітря різних матеріалів ΔT=40 °С (Т нар. =-20 °С. Т внутр. =20 °С.)
|
|
Товщина |
Опір |
Опір. |
|
|
Еквівалент |
||||
|
Цегляна кладказі звичайного 12 сантиметрів |
12 |
0.15 |
12 |
6 |
|
Кладка з керамзитобетонних блоків 1000 кг/м3 |
1.0 |
75 |
17 |
|
|
Піно-газобетон товщиною 30 см 300 кг/м3 |
2.5 |
190 |
7 |
|
|
Брусував стіна завтовшки (сосна) 10 сантиметрів |
10 |
0.6 |
45 |
10 |
Для повної картини тепловтрат всього приміщення потрібно враховувати
- Втрати тепла через контакт фундаменту з мерзлим ґрунтомзазвичай приймають 15% від втрат тепла через стіни першого поверху (з урахуванням складності розрахунку).
- Втрати тепла, пов'язані з вентиляцією. Дані втрати розраховуються з урахуванням будівельних норм (СНіП). Для житлового будинку потрібно близько одного повітрообміну на годину, тобто за цей час необхідно подати той самий обсяг свіжого повітря. Таким чином, втрати пов'язані з вентиляцією будуть становити трохи менше ніж сума тепловтрат припадають на огороджувальні конструкції. Виходить, що втрати втрати через стіни і скління становить лише 40%, а тепловтрати на вентиляцію 50%. У європейських нормах вентиляції та утеплення стін, співвідношення тепловтрат становлять 30% та 60%.
- Якщо стіна «дихає», як стіна з бруса або колоди товщиною 15 – 20 сантиметрів, то відбувається повернення тепла. Це дає змогу знизити теплові втрати на 30%. тому отриману під час розрахунку величину теплового опору стіни необхідно помножити на 1.3 (або відповідно зменшити тепловтрати).
Підсумувавши всі тепловтрати будинку, Ви зможете зрозуміти який потужності котел і опалювальні приладинеобхідні для комфортного обігріву будинку в найхолодніші та вітряні дні. Також подібні розрахунки покажуть, де «слабка ланка» і як її виключити за допомогою додаткової ізоляції.
Здійснити розрахунок витрати тепла можна і за укрупненими показниками. Так, в 1-2 поверхових не дуже утеплених будинках при зовнішньої температури-25 ° С необхідно 213 Вт на 1 м 2 загальної площі, а при -30 ° С - 230 Вт. Для добре утеплених будинків цей показник становитиме: при -25 °С - 173 Вт на м 2 загальної площі, а при -30 °С - 177 Вт.