Тепловтрати через огороджувальні конструкції. Ідеальний будинок: розрахунок тепловтрат будинку Втрати тепла за опалювальний сезон допустимі значення житлового будинку

Проектування системи опалення «на вічко» з великою ймовірністю може призвести або до невиправданого підвищення витрат на її експлуатацію, або до недогріву житла.

Щоб не сталося ні того, ні іншого, необхідно в першу чергу грамотно виконати розрахунок тепловтрат будинку.

І лише на підставі отриманих результатів підбирається потужність котла та радіаторів. Наша розмова піде про те, яким способом проводять ці обчислення і що при цьому потрібно враховувати.

Автори багатьох статей зводять розрахунок тепловтрат до одного простої дії: пропонується помножити площу опалювального приміщення на 100 Вт. Єдина умова, що при цьому висувається, відноситься до висоти стелі - вона повинна становити 2,5 м (при інших значеннях пропонується вводити коефіцієнт поправки).

Насправді такий розрахунок є настільки приблизним, що отримані за його допомогою цифри можна сміливо прирівнювати до «взятих зі стелі». Адже на питому величину тепловтрат впливає ціла низка факторів: матеріал огороджувальних конструкцій, зовнішня температура, площа і тип скління, кратність повітрообміну та ін.

Тепловтрати будинку

Більше того, навіть для будинків з різною опалювальною площею за інших рівних умов її значення буде різним: маленькому будинку- Більше, у великому - менше. Так проявляється закон квадрата-куба.

Тому власнику будинку дуже важливо освоїти більш точну методику визначення тепловтрат. Така навичка дозволить не тільки підібрати опалювальне обладнання з оптимальною потужністю, Але й оцінити, наприклад, економічний ефект від утеплення. Зокрема, можна буде зрозуміти, чи перевищить термін служби утеплювача період його окупності.

Перше, що необхідно зробити виконавцю, - розкласти загальні тепловтрати на три складові:

• втрати через огороджувальні конструкції;
• зумовлені роботою вентиляційної системи;
• пов'язані зі скиданням нагрітої води в каналізацію.

Розглянемо кожен із різновидів докладно.

Базальтовий утеплювач– популярний утеплювач, але ходять чутки про його шкоду здоров'ю людини. та екологічна безпека.

Як правильно утеплити стіни квартири зсередини без шкоди конструкції будівлі, читайте .

Холодна покрівлязаважає створити затишну мансарду. ви дізнаєтеся, як утеплити стелю під холодним дахомта які матеріали найефективніші.

Розрахунок тепловтрат

Ось як слід робити обчислення:

Тепловтрати через огороджувальні конструкції

Для кожного матеріалу, що входить до складу конструкцій, що захищають, у довіднику або наданому виробником паспорті знаходимо значення коефіцієнта теплопровідності Кт (одиниця вимірювання - Вт/м*градус).

Для кожного шару конструкцій, що захищають, визначаємо термічний опірза формулою: R = S/Кт, де S - Товщина даного шару, м.

Для багатошарових конструкцій опору всіх шарів необхідно скласти.

Визначаємо тепловтрати для кожної конструкції за формулою Q = (A / R) * dT,

• А – площа огороджувальної конструкції, кв. м;
• dT - різниця зовнішньої та внутрішньої температур.
• dT слід визначати для найхолоднішої п'ятиденки.

Тепловтрати через вентиляцію

Для цієї частини розрахунку необхідно знати кратність повітрообміну.

У житлових будинках, Зведені за вітчизняними стандартами (стіни є паропроникними), вона дорівнює одиниці, тобто за годину повинен оновитися весь об'єм повітря в приміщенні.

У будинках, побудованих за європейською технологією (стандарт DIN), при якій стіни зсередини застеляються пароізоляцією, кратність повітрообміну доводиться збільшувати до 2-х. Тобто за годину повітря в приміщенні має оновитися двічі.

Тепловтрати через вентиляцію визначимо за формулою:

Qв = (V * Кв / 3600) * р * з * dT,

• V – обсяг приміщення, куб. м;
• Кв – кратність повітрообміну;
• Р - густина повітря, приймається рівною 1,2047 кг/куб. м;
• С - питома теплоємність повітря, що приймається рівною 1005 Дж/кг*С.

Наведений розрахунок дозволяє визначити потужність, яку повинен мати теплогенератор системи опалення. Якщо вона виявилася надто високою, можна зробити таке:

• знизити вимоги до рівня комфорту, тобто встановити бажану температуру в найхолодніший період на мінімальній відмітці, припустимо, 18 градусів;
• на період сильних холодівзнизити кратність повітрообміну: мінімально допустима продуктивність припливної вентиляціїскладає 7 куб. м/год кожного мешканця будинку;
• передбачити організацію припливно-витяжної вентиляціїіз рекуператором.

Зауважимо, що рекуператор корисний не лише взимку, а й улітку: у спеку він дозволяє заощадити вироблений кондиціонером холод, хоч і працює в цей час не так ефективно, як у мороз.

Найправильніше при проектуванні будинку виконати зонування, тобто призначити для кожного приміщення свою температуру виходячи з необхідного комфорту. Наприклад, у дитячій або кімнаті літньої людини слід забезпечити температуру близько 25 градусів, тоді як для вітальні буде достатньо і 22-х. На сходовому майданчику або в приміщенні, де мешканці з'являються рідко або є джерела тепловиділення, розрахункову температуру можна взагалі обмежити 18 градусами.

Очевидно, що цифри, отримані в цьому розрахунку, актуальні лише для дуже короткого періоду - найхолоднішої п'ятиденки. Щоб визначити загальний обсяг енерговитрат за холодний сезон, параметр dT потрібно обчислювати з урахуванням не найнижчої, а середньої температури. Потім потрібно виконати таку дію:

W = ((Q + Qв) * 24 * N) / 1000,

• W - кількість енергії, яка потрібна для поповнення тепловтрат через огороджувальні конструкції та вентиляцію, кВт*год;
• N – кількість днів в опалювальному сезоні.

Однак, цей розрахунок виявиться неповним, якщо не буде враховано втрати тепла в каналізаційну систему.

Для прийому гігієнічних процедур та миття посуду мешканці будинку гріють воду і вироблене тепло йде у каналізаційну трубу.

Але в даній частині розрахунку слід враховувати не тільки пряме нагрівання води, але й непрямий - відбір тепла здійснює вода в бачку та сифоні унітазу, яка також скидається в каналізацію.

Виходячи з цього, середня температура нагріву води приймається рівною всього 30 градусам. Тепловтрати через каналізацію розраховуємо за такою формулою:

Qк = (Vв * T * р * з * dT) / 3600000,

• Vв - місячний обсяг споживання води без поділу на гарячу та холодну, куб. м/міс.;
• Р – щільність води, приймаємо р = 1000 кг/куб. м;
• С – теплоємність води, приймаємо з = 4183 Дж/кг*С;
• dT – різниця температур. Враховуючи, що вода на вході взимку має температуру близько +7 градусів, а середню температуру нагрітої води ми умовилися вважати рівною 30 градусам, слід приймати dT = 23 градуси.
• 3600000 - кількість джоулів (Дж) в 1-му кВт * год.

Приклад розрахунку тепловтрат будинку

Розрахуємо тепловтрати 2-поверхового будинку заввишки 7 м, що має розміри у плані 10х10 м.

Стіни мають товщину 500 мм і збудовані з теплої кераміки (Кт = 0,16 Вт/м*С), зовні утеплені мінеральною ватою завтовшки 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).

У будинку є 16 вікон площею 2,5 кв. м.

Зовнішня температура в холодну п'ятиденку становить -25 градусів.

Середня зовнішня температура за опалювальний період – (-5) градусів.

Усередині будинку необхідно забезпечити температуру +23 градуси.

Споживання води – 15 куб. м/міс.

Тривалість опалювального періоду – 6 міс.

Визначаємо тепловтрати через огороджувальні конструкції (для прикладу розглянемо лише стіни)

Термічний опір:

• Основний матеріал: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
• утеплювача: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.

Те ж саме для стіни в цілому: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.

Визначаємо площу стін: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.

Тепловтрати через стіни становитимуть:

Qс = (240 / 4.375) * (23 - (-25)) = 2633 Вт.

Аналогічним чином розраховуються тепловтрати через дах, підлогу, фундамент, вікна та вхідні двері, після чого всі отримані значення підсумовуються. Термічний опір дверей та вікон виробники зазвичай вказують у паспорті на виріб.

Зверніть увагу на те, що при розрахунку тепловтрат через підлогу і фундамент (за наявності підвалу) різниця температур dT буде набагато меншою, тому що при її обчисленні враховується температура не повітря, а ґрунту, який взимку є набагато теплішим.

Тепловтрати через вентиляцію

Визначаємо об'єм повітря у приміщенні (для спрощення розрахунку товщина стін не враховується):

V=10х10х7=700 куб. м.

Приймаючи кратність повітрообміну Кв = 1, визначаємо тепловтрати:

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

Вентиляція у будинку

Тепловтрати через каналізацію

З огляду на те, що мешканці споживають 15 куб. м води на місяць, а розрахунковий період становить 6 міс., тепловтрати через каналізацію становитимуть:

Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3600000 = 2405 кВт * год

Якщо ви не живете в дачному будиночкувзимку, у міжсезоння або в холодне літо необхідно все одно його обігрівати. у разі буває найдоцільнішим.

Про причини падіння тиску в системі опалення ви можете почитати. Усунення несправностей.

Оцінка повного обсягу енерговитрат

Для оцінки всього обсягу енерговитрат за опалювальний період необхідно перерахувати тепловтрати через вентиляцію та огороджувальні конструкції з урахуванням середньої температури, тобто dT становитиме не 48, а лише 28 градусів.

Тоді середня потужність втрат через стіни становитимуть:

Qс = (240 / 4.375) * (23 - (-5)) = 1536 Вт.

Припустимо, що через дах, підлогу, вікна та двері додатково втрачається в середньому 800 Вт, тоді сукупна середня потужність тепловтрат через огороджувальні конструкції складе Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.

Середня потужність тепловтрат через вентиляцію складе:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 - (-5)) = 6592 Вт.

Тоді за весь період на опалення доведеться витратити:

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

До цієї величини потрібно додати 2405 кВт * год втрат через каналізацію, отже загальний обсяг енерговитрат за опалювальний період становитиме 41616 кВт * год.

Якщо як енергоносій використовується лише газ, з 1-го куб. м якого вдається отримати 9,45 кВт * год тепла, то його знадобиться 41616/9,45 = 4404 куб. м.

Відео на тему

Нижче наведено досить простий розрахунок тепловтратбудівель, який, тим не менш, допоможе досить точно визначити потужність, потрібну для опалення Вашого складу, торгового центруабо іншої аналогічної будівлі. Це дасть можливість ще на стадії проектування заздалегідь оцінити вартість опалювального обладнання та подальші витрати на опалення та при необхідності скоригувати проект.

Куди йде тепло? Тепло йде через стіни, підлогу, покрівлю та вікна. Крім того, тепло втрачається при вентиляції приміщень. Для обчислення тепловтрат через огороджувальні конструкції використовують формулу:

Q – тепловтрати, Вт

S – площа конструкції, м2

T – різниця температур між внутрішнім та зовнішнім повітрям, °C

R – значення теплового опору конструкції, м2 ° C/Вт

Схема розрахунку така – розраховуємо тепловтрати окремих елементів, підсумовуємо та додаємо втрати тепла при вентиляції. Всі.

Припустимо, ми хочемо розрахувати втрати тепла для об'єкта, зображеного на малюнку. Висота будівлі 5...6 м, ширина - 20 м, довжина - 40м, і тридцять вікон розмірів 1,5 х 1,4 метра. Температура у приміщенні 20 °С, зовнішня температура -20 °С.

Вважаємо площі конструкцій, що захищають:

підлога: 20 м * 40 м = 800 м2

покрівля: 20,2 м * 40 м = 808 м2

вікна: 1,5 м * 1,4 м * 30 шт = 63 м2

стіни:(20 м + 40 м + 20 м + 40 м) * 5 м = 600 м2 + 20 м2 (облік скатної покрівлі) = 620 м2 - 63 м2 (вікна) = 557 м2

Тепер подивимося тепловий опір використовуваних матеріалів.

Значення теплового опору можна взяти з таблиці теплових опорів або обчислити, виходячи зі значення коефіцієнта теплопровідності за формулою:

R – тепловий опір (м2*К)/Вт

? – коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт/(м2*К)

d – товщина матеріалу, м

Значення коефіцієнтів теплопровідності для різних матеріалівможна подивитися .

підлога: бетонна стяжка 10 см та мінеральна вата щільністю 150 кг/м3. товщиною 10 див.

R (бетон) = 0.1 / 1,75 = 0,057 (м2 * К) / Вт

R (мінвата) = 0.1 / 0,037 = 2,7 (м2 * К) / Вт

R (підлоги) = R (бетон) + R (мінвата) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (м2 * К) / Вт

покрівля:

R (покрівля) = 0.15/0,037 = 4,05 (м2*К)/Вт

вікна:значення теплового опору вікон залежить від виду склопакета, що використовується.
R (вікна) = 0,40 (м2*К)/Вт для однокамерного скловакету 4–16–4 при T = 40 °С

стіни:панелі з мінеральної ватитовщиною 15 см
R (стіни) = 0.15 / 0,037 = 4,05 (м2 * К) / Вт

Порахуємо теплові втрати:

Q (підлога) = 800 м2 * 20 ° С / 2,76 (м2 * К) / Вт = 5797 Вт = 5,8 кВт

Q (покрівля) = 808 м2 * 40 ° С / 4,05 (м2 * К) / Вт = 7980 Вт = 8,0 кВт

Q (вікна) = 63 м2 * 40 ° С / 0,40 (м2 * К) / Вт = 6300 Вт = 6,3 кВт

Q (стіни) = 557 м2 * 40 ° С / 4,05 (м2 * К) / Вт = 5500 Вт = 5,5 кВт

Отримуємо, що сумарні тепловтрати через огороджувальні конструкції становитимуть:

Q (загальна) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 кВт/год

Тепер про втрати на вентиляцію.

Для нагрівання 1 м3 повітря з температури - 20 ° С до + 20 ° С потрібно 15,5 Вт.

Q(1 м3 повітря) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 Вт, тут 1,4 - щільність повітря (кг/м3), 1,0 - питома теплоємність повітря (кДж/( кг К)), 3,6 – коефіцієнт переведення у вати.

Залишилося визначитись із кількістю необхідного повітря. Вважається, що з нормальному диханні людині потрібно 7 м3 повітря на годину. Якщо Ви використовуєте будівлю як склад і на ній працюють 40 осіб, то вам потрібно нагрівати 7 м3 * 40 чол = 280 м3 повітря на годину, на це потрібно 280 м3 * 15,5 Вт = 4340 Вт = 4,3 кВт. А якщо у Вас буде супермаркет і в середньому на території знаходиться 400 осіб, то нагрів повітря вимагатиме 43 кВт.

Підсумковий результат:

Для опалення запропонованої будівлі необхідна система опалення близько 30 кВт/год і система вентиляції продуктивністю 3000 м3/год з нагрівачем потужність 45 кВт/год.

Кожна будівля, незалежно від конструктивних особливостей, пропускає теплову енергіючерез огородження. Втрати тепла в навколишнє середовищенеобхідно відновлювати за допомогою системи опалення. Сума тепловтрат із нормованим запасом - це і є необхідна потужність джерела тепла, яким обігрівається будинок. Щоб створити у житлі комфортні умови, розрахунок тепловтрат виробляють з урахуванням різних факторів: улаштування будівлі та планування приміщень, орієнтації по сторонах світла, напрямки вітрів та середньої м'якості клімату в холодний період, фізичних якостей будівельних та теплоізоляційних матеріалів.

За підсумками теплотехнічного розрахунку вибирають опалювальний котел, уточнюють кількість секцій батареї, вважають потужність та довжину труб теплої підлоги, підбирають теплогенератор у приміщення – загалом будь-який агрегат, що компенсує втрати тепла. За великим рахунком, визначати втрати тепла потрібно для того, щоб опалювати будинок економно – без зайвого запасу потужності системи опалення. Обчислення виконують ручним способомабо вибирають відповідну комп'ютерну програму, у яку підставляють дані.

Як здійснити розрахунок?

Спочатку варто розібратися з ручною методикою – для розуміння суті процесу. Щоб дізнатися, скільки тепла втрачає будинок, визначають втрати через кожну конструкцію, що захищає окремо, а потім складають їх. Розрахунок виконують поетапно.

1. Формують базу вихідних даних під кожне приміщення, краще як таблиці. У першому стовпці записують попередньо обчислену площу дверних та віконних блоків, зовнішніх стін, перекриттів, підлоги. У другий стовпець заносять товщину конструкції (це проектні дані чи результати вимірів). По-третє – коефіцієнти теплопровідності відповідних матеріалів. У таблиці 1 зібрано нормативні значення, які знадобляться у подальшому розрахунку:

Чим вище λ, тим більше тепла йде крізь метрову товщину цієї поверхні.

2. Визначають теплоопір кожного прошарку: R = v/λ, де v – товщина будівельного чи теплоізоляційного матеріалу.

3. Роблять розрахунок тепловтрат кожного конструктивного елементаза формулою: Q = S * (Т -Т н) / R, де:

• Т н – температура надворі, °C;
• Т - температура всередині приміщення, ° C;
• S – площа, м2.

Зрозуміло, протягом опалювального періоду погода буває різною (наприклад, температура коливається від 0 до -25 ° C), а будинок обігрівається до потрібного рівня комфорту (припустимо, до +20 ° C). Тоді різниця (Т -Т н) варіюється від 25 до 45.

Щоб зробити розрахунок, потрібна середня різниця температур за весь опалювальний сезон. Для цього у СНіП 23-01-99 «Будівельна кліматологія та геофізика» (таблиця 1) знаходять середню температуру опалювального періоду для конкретного міста. Наприклад, для Москви цей показник дорівнює -26 °. У цьому випадку середня різниця становить 46 °C. Для визначення витрати тепла через кожну конструкцію складають втрати всіх її шарів. Так, для стінок враховують штукатурку, матеріал для кладки, зовнішню теплоізоляцію, облицювання.

4. Вважають підсумкові втрати тепла, визначаючи їх як суму Q зовнішніх стін, підлоги, дверей, вікон, перекриттів.

5. Вентиляція. До результату додавання додається від 10 до 40% втрат на інфільтрацію (вентиляцію). Якщо встановити в будинок якісні склопакети, а провітрюванням не зловживати, коефіцієнт інфільтрації можна прийняти за 0,1. В окремих джерелах зазначається, що будівля при цьому взагалі не втрачає тепло, оскільки виток компенсується за рахунок сонячної радіації та побутових тепловиділень.

Підрахунок вручну

Вихідні дані. Одноповерховий будинокплощею 8х10 м, висотою 2,5 м. Стіни завтовшки 38 см складені з керамічної цегли, зсередини виконані шаром штукатурки (товщина 20 мм). Підлога виготовлена ​​з 30-міліметрової обрізної дошки, утеплений мінватою (50 мм), обшитий листами ДСП (8 мм). Будівля має підвал, температура якого взимку становить 8°C. Стеля перекрита дерев'яними щитами, утеплена мінватою (товщина 150 мм). Будинок має 4 вікна 1,2х1 м, вхідні дубові двері 0,9х2х0,05 м.

Завдання: визначити загальні втрати житла з розрахунку, що він знаходиться в Московській області. Середня різниця температур в опалювальний сезон - 46 ° C (як було сказано раніше). Приміщення та підвал мають різницю за температурою: 20 – 8 = 12°C.

1. Тепловтрати через зовнішні стіни.

Загальна площа (за вирахуванням вікон та дверей): S = (8+10)*2*2,5 – 4*1,2*1 – 0,9*2 = 83,4 м2.

Визначається теплоопір цегляної кладкита штукатурного шару:

• R скарб. = 0,38 / 0,52 = 0,73 м2 * ° C / Вт.
• R штук. = 0,02/0,35 = 0,06 м2 * ° C / Вт.
• R загальне = 0,73 + 0,06 = 0,79 м2 * ° C / Вт.
• Тепловтрати крізь стіни: Q ст = 83,4*46/0,79 = 4856,20 Вт.

2. Втрати тепла через підлогу.

Загальна площа: S = 8 * 10 = 80 м2.

Обчислюється теплоопір тришарової підлоги.

• R дошки = 0,03/0,14 = 0,21 м2 * ° C / Вт.
• R ДСП = 0,008/0,15 = 0,05 м2 * ° C / Вт.
• R утепл. = 0,05/0,041 = 1,22 м2 * ° C / Вт.
• R загальне = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 м2 * ° C / Вт.

Підставляємо значення величин у формулу для знаходження тепловтрат: Q підлоги = 80*12/1,3 = 738,46 Вт.

3. Втрати тепла через стелю.

Площа стельової поверхні дорівнює площі підлоги S = ​​80 м2.

Визначаючи теплоопір стелі, в даному випадку не беруть до уваги дерев'яні щити: вони закріплені із зазорами та не є бар'єром для холоду. Тепловий опір стелі збігається з відповідним параметром утеплювача: R пот. = R утепл. = 0,15/0,041 = 3,766 м2*°C/Вт.

Величина тепловтрат через стелю: Q піт. = 80 * 46/3,66 = 1005,46 Вт.

4. Тепловтрати через вікна.

Площа скління: S = 4 * 1,2 * 1 = 4,8 м2.

Для виготовлення вікон використано трикамерне. ПВХ профіль(займає 10% площі вікна), а також двокамерний склопакетз товщиною скла 4 мм та відстанню між склом 16 мм. Серед технічних характеристиквиробник вказав теплові опори склопакета (R ст.п. = 0,4 м2 * ° C / Вт) та профілю (R проф. = 0,6 м2 * ° C / Вт). Враховуючи розмірну частку кожного конструктивного елемента, визначають середній теплоопір вікна:

• R бл. = (R ст.п. * 90 + R проф. * 10) / 100 = (0,4 * 90 + 0,6 * 10) / 100 = 0,42 м2 * ° C / Вт.
• На основі обчисленого результату вважаються тепловтрати через вікна: Q бл. = 4,8 * 46/0,42 = 525,71 Вт.

Площа дверей S = 0,9 * 2 = 1,8 м2. Тепловий опір R дв. = 0,05/0,14 = 0,36 м2 * ° C / Вт, а Q дв. = 1,8 * 46/0,36 = 230 Вт.

Підсумкова сума тепловтрат будинку складає: Q = 4856,20 Вт + 738,46 Вт + 1005,46 Вт + 525,71 Вт + 230 Вт = 7355,83 Вт. З урахуванням інфільтрації (10%) втрати зростають: 7355,83*1,1 = 8091,41 Вт.

Щоб безпомилково порахувати, скільки тепла втрачає будинок, використовують онлайн калькулятортепловтрат. Це комп'ютерна програма, в яку вводяться як перелічені вище дані, а й різні додаткові чинники, які впливають результат. Перевагою калькулятора не лише точність розрахунків, а й велика база довідкових даних.

Розрахунок тепловтрат вдома

Будинок втрачає тепло через огороджувальні конструкції (стіни, вікна, дах, фундамент), вентиляцію та каналізацію. Основні втрати тепла йдуть через огороджувальні конструкції – 60-90% від усіх тепловтрат.

Розрахунок тепловтрат будинку потрібен, як мінімум, щоб правильно підібрати котел. Також можна прикинути, скільки грошей йтиме на опалення в запланованому будинку. Ось приклад розрахунку для газового котла та електричного. Також можна за рахунок розрахунків провести аналіз фінансової ефективності утеплення, тобто. зрозуміти чи окупляться витрати на монтаж утеплення економією палива за термін служби утеплювача.

Тепловтрати через огороджувальні конструкції

Наведу приклад розрахунку зовнішніх стін двоповерхового будинку.

1) Обчислюємо опір теплопередачі стіни, ділячи товщину матеріалу з його коефіцієнт теплопровідності. Наприклад, якщо стіна побудована з теплої кераміки товщиною 0,5 м з коефіцієнтом теплопровідності 0,16 Вт/(м×°C), то ділимо 0,5 на 0,16: 0,5 м / 0,16 Вт/(м×°C) = 3,125 м 2 ×°C/Вт Коефіцієнти теплопровідності будівельних матеріалівможна взяти .

2) Обчислюємо загальну площу зовнішніх стін. Наведу спрощений приклад квадратного будинку: (10 м ширина × 7 м висота × 4 сторони) - (16 вікон × 2,5 м 2) = 280 м 2 - 40 м 2 = 240 м 2

3) Ділимо одиницю на опір теплопередачі, тим самим отримуючи тепловтрати з одного квадратного метрастіни на один градус різниці температури. 1 / 3,125 м 2 ×°C/Вт = 0,32 Вт / м 2 ×°C

4) Вважаємо тепловтрати стін. Помножуємо тепловтрати з одного квадратного метра стіни на площу стін та на різницю температур усередині будинку та зовні. Наприклад, якщо всередині +25°C, а зовні -15°C, різниця 40°C. 0,32 Вт / м 2 × ° C × 240 м 2 × 40 ° C = 3072 Вт Ось це число і є втратою стін. Вимірюється тепловтрата у ватах, тобто. це потужність тепловтрати.

5) У кіловат-годинниках зручніше розуміти сенс тепловтрат. За 1 годину через наші стіни при різниці температур 40°C йде теплової енергії: 3072 Вт × 1 год = 3,072 кВт × год За 24 години йде енергії: 3072 Вт × 24 год = 73,728 кВт × год

Зрозуміло, що під час опалювального періоду погода різна, тобто. різниця температур постійно змінюється. Тому, щоб обчислити втрати втрати за весь опалювальний період, потрібно в пункті 4 множити на середню різницю температур за всі дні опалювального періоду.

Наприклад, за 7 місяців опалювального періоду середня різниця температур у приміщенні та на вулиці була 28 градусів, отже тепловтрати через стіни за ці 7 місяців у кіловат-годинах:

0,32 Вт / м 2 × ° C × 240 м 2 × 28 ° C × 7 міс × 30 днів × 24 год = 10838016 Вт × год = 10838 кВт × год

Число цілком «відчутне». Наприклад, якби опалення було електричне, то можна порахувати скільки пішло грошей на опалення, помноживши отримане число на вартість кВт×год. Можна порахувати скільки пішло грошей на опалення газом, обчисливши вартість кВт×год енергії від газового котла. Для цього потрібно знати вартість газу, теплоту згоряння газу та ККД казана.

До речі, в останньому обчисленні замість середньої різниці температур, кількості місяців і днів (але не годин, години залишаємо) можна було використовувати градусодобу опалювального періоду — ДСОП, деяка інформація. Можна знайти вже пораховані ГСОП для різних міст Росії та перемножувати тепловтрати з одного квадратного метра на площу стін, на ці ГСОП і на 24 години, отримавши тепловтрати у кВт*год.

Аналогічно стінам потрібно порахувати значення тепловтрат для вікон, вхідні двері, даху, фундаменту. Потім все підсумувати і вийде значення тепловтрат через усі огороджувальні конструкції. Для вікон, до речі, не потрібно буде пізнавати товщину і теплопровідність, зазвичай вже є готовий обрахований виробником опір теплопередачі склопакета. Для підлоги (у разі плитного фундаменту) Різниця температур не буде занадто великою, ґрунт під будинком не такий холодний, як зовнішнє повітря.

Тепловтрати через вентиляцію

Орієнтовний обсяг наявного повітря в будинку (обсяг внутрішніх стінта меблів не враховую):

10 м х10 м х 7 м = 700 м 3

Щільність повітря за температури +20°C 1,2047 кг/м 3 . Питома теплоємність повітря 1005 кДж/(кг×°C). Маса повітря в будинку:

700 м 3 × 1,2047 кг/м 3 = 843,29 кг

Припустимо, все повітря в будинку змінюється 5 разів на день (це приблизно). При середній різниці внутрішньої та зовнішньої температури 28 °C за весь опалювальний період на підігрів холодного повітря, що надходить, в середньому в день витрачається теплової енергії:

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

118650,903 кДж = 32,96 кВт×год (1 кВт×год = 3600 кДж)

Тобто. під час опалювального періоду при п'ятикратному заміщенні повітря будинок через вентиляцію втрачатиме в середньому на день 32,96 кВт×год теплової енергії. За 7 місяців опалювального періоду втрати енергії будуть:

7×30×32,96 кВт×год = 6921,6 кВт×год

Тепловтрати через каналізацію

Під час опалювального періоду вода, що надходить до будинку, досить холодна, припустимо, вона має середню температуру +7°C. Нагрівання води потрібно, коли мешканці миють посуд, приймають ванни. Також частково нагрівається вода від навколишнього повітря у бачку унітазу. Все отримане водою тепло мешканці змивають у каналізацію.

Припустимо, що сім'я у будинку споживає 15 м 3 води на місяць. Питома теплоємність води 4183 кДж/(кг×°C). Щільність води 1000 кг/м3. Припустимо, що в середньому вода, що надходить до будинку, нагрівається до +30°C, тобто. відмінність температур 23°C.

Відповідно, на місяць тепловтрати через каналізацію складуть:

1000 кг/м 3 × 15 м 3 × 23°C × 4,183 кДж/(кг×°C) = 1443135 кДж

1443135 кДж = 400,87 кВт×год

За 7 місяців опалювального періоду мешканці виливають у каналізацію:

7 × 400,87 кВт×год = 2806,09 кВт×год

Висновок

Наприкінці потрібно скласти отримані числа тепловтрат через огороджувальні конструкції, вентиляцію та каналізацію. Вийде приблизно загальна кількість тепловтрат будинку.

Треба сказати, що втрати втрати через вентиляцію і каналізацію досить стабільні, їх важко зменшити. Не будете ж ви рідше митися під душем чи погано вентилювати будинок. Хоча частково втрати теплової втрати через вентиляцію можна знизити за допомогою рекуператора.

Якщо я десь припустився помилки, напишіть у коментарі, але начебто все перевірив ще раз кілька разів. Треба сказати, що є значно складніші методики розрахунку тепловтрат, там враховуються додаткові коефіцієнти, але їхній вплив незначний.

Доповнення.
Розрахунок тепловтрат будинку також можна зробити за допомогою СП 50.13330.2012 (актуалізована редакція СНіП 23-02-2003). Там є додаток Г «Розрахунок питомої характеристики витрати теплової енергії на опалення та вентиляцію житлових та громадських будівель», сам розрахунок буде значно складнішим, там використовується більше факторів та коефіцієнтів.

Показано 25 останніх коментарів. Показати всі коментарі (54).

Андрій Володимирович (11.01.2018 14:52) Загалом все добре для простих смертних. Єдине я б порадив, для тих, хто любить вказувати на неточності, на початку статті вказати більше повну формулу Q=S*(tвн-tнар)*(1+∑β)*n/Rо і пояснити,що (1+∑β)*n з урахуванням усіх коефіцієнтів буде незначно відрізнятися від 1 і не може грубо спотворити розрахунок тепловтрат усієї огороджувальної конструкції, тобто. беремо за основу формулу Q=S*(tвн-tнар)*1/Rо. З розрахунком тепловтрат вентиляції не згоден, вважаю інакше. Я б вирахував загальну теплоємність всього обсягу, а потім помножив на реальну кратність. Питому теплоємністьповітря я б все-таки взяв морозного (гріти будемо вуличне повітря), а вона буде пристойно вищою. Та й теплоємність повітряної суміші краще взяти відразу в Вт, що дорівнює 0.28 Вт/(кг °С).

У холодний період, коли температура повітря в приміщенні набагато більша за температуру зовнішнього повітря, через огорожу будівлі виникають потоки тепла (тепловтрати).

Тепловтрати приміщень складаються з двох основних складових: трансмісійних тепловтрат і витрат теплоти на нагрівання повітря, що інфільтрується через нещільності.

Трансмісійні тепловтрати - це втрати теплоти через зовнішні огородження внаслідок теплопередачі.

Трансмісійні тепловтрати перебувають за формулами:

де – тепловтрати, Вт;

Термічний опір огородження ()/ Вт, що визначається теплотехнічним розрахунком;

К-коефіцієнт теплопередачі огородження Вт/(),

F- площа поверхні огорожі,

- Розрахункова температура повітря в приміщенні, ° С, табл.2

Розрахункова температура зовнішнього повітря, рівна середній температурінайбільш холодної п'ятиденки, ° С, табл.

N - поправочний коефіцієнт до розрахункової різниці температур;

Додаткові тепловтрати, Вт.

Для розрахунку площ поверхні F у формулах (1.24) та (1.25.) керуються загальноприйнятою методикоювизначення лінійних розмірів огороджувальної конструкції

Мал. 2. Обмір огорож:

а – по вертикалі; б – у плані; 1 – підлога по ґрунту; 2- підлогу за лагами; 3 – підлога над підвалом; Про – вікна; СР – зовнішня стіна; Пл - підлога; Пт - стеля.

Ухвалено тепловтрати підлоги, що лежать на землі визначати по зонах. Кожній зоні відповідає свій термічний опір.

; 4,3 () / Вт;

Величина тепловтрат через i-у зону знаходиться за формулою:

де - опір i-ої зони, ()/ Вт;

- Площа i-ої зони, (площа кільцевої смуги шириною 2 м вздовж контуру будівлі). Площа зони I у кутах будівлі множиться на 2 .

Мал. 3. Потоки теплоти від підлог по грунту та заглиблених стін:

а – через підлогу; б – через заглиблену стіну; в – розподіл статі на зони 1,2,3,4; г – розподіл заглибленої тіні та статі на зони 1,2,3,4.

Тепловтрати через підлоги отримують підсумовуванням тепловтрат по зонах

Якщо підлоги укладені на лаги або на ізолюючий матеріал (мають повітряний прошарок) і термічний опір цих додаткових елементівметодика розрахунку зберігається (при цьому опір кожної зони збільшується на величину опору шарів, що підстилають.)

Така ж методика застосовується для розрахунку тепловтрат через стіни будівлі, заглиблені в ґрунт (опалювальні підвали).

Розбивка на зони починається від поверхні ґрунту зовні будівлі, підлога розглядається як продовження стін.

Додаткові тепловтрати визначаються так:

1. Добавки на орієнтацію з боків світла робляться на всі вертикальні огорожі або вертикальні проекції похилих огорож так:

З, З-З, З-В, В-10%; З, П-В – 5%; Пд, П-З – 0%.

2. На вривання холодного повітря через зовнішні двері при короткочасному відкриванні при висоті будівлі Н, м:

Подвійні двері із тамбурами – 27% від Н;

Те саме без тамбуру – 34% від Н;

Одинарні двері – 22% від н.

3. Для підлог першого поверху над холодними підвалами будівель у місцевостях із розрахунковою температурою зовнішнього повітря (п'ятиденки) мінус 40 °С і нижче приймається рівною 5%.

Шляхом підсумовування трансмісійних тепловтрат по всіх огородженнях, знаходимо тепловтрати всього приміщення.